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碳钢冷凝器露点腐蚀,壁温低于烟气露点时会快速减薄

碳钢冷凝器露点腐蚀,壁温低于烟气露点时会快速减薄
作者:云获客 来源: 技术分享 26 次浏览

碳钢冷凝器壁温降到烟气露点以下时,酸液在气侧壁面凝结,壁厚会快速减薄,这和水侧结垢腐蚀不是同一条路径。

碳钢冷凝器露点腐蚀,壁温低于烟气露点时会快速减薄

碳钢冷凝器靠壁面把烟气里的热量交给冷却介质。烟气中的三氧化硫遇到水汽会变成硫酸,硫酸的露点比水高得多。壁温只要降到这个酸露点以下,酸液就会在气侧金属上凝出来,碳钢失去稳定的表面膜,壁厚减薄得很快。碳钢在这种凝液里建立不起保护膜,减薄不会自行停住。凝液不断被气流更新,新鲜的酸一直接触金属。

酸液凝在冷壁上

冷却介质入口附近的壁面最冷,往往最先降到露点以下。酸液在这里不断凝结、又被气流更新,腐蚀产物刚生成就被带走,金属一直暴露在新鲜酸液里。减薄因此集中在气侧、并且偏向冷端,而不是沿整根管子均匀发生。热端壁温仍高于露点时,同样的烟气可以几乎不减薄。

壁温若只低于水的露点、却还高于酸露点,凝出的主要是水,腐蚀慢得多。真正快速减薄出现在壁温低于酸露点的时候。只测烟气温度不够,烟气可以仍然较热,贴壁的金属却已经被冷却介质拉到露点以下。要测的是壁温,不是烟道中心的气温。用中心气温代替壁温,冷端已经凝酸也发现不了。

凝结的酸浓度随壁温变化。刚降到酸露点时,凝液较浓;壁温继续下降,凝液变稀,对碳钢往往更有侵蚀性。所以壁温降得越低,减薄不一定更轻。把冷却介质再开大,冷端壁温更低,露点腐蚀会加重,凝液并不会因为冷却水更多就失去侵蚀性。更多壁面被拉到露点以下,减薄的范围还会扩大。

气侧减薄和水侧腐蚀

水侧腐蚀从管内或水夹套里开始,常见结垢、鼓包和分散的蚀坑,腐蚀产物堆在水侧。露点腐蚀的产物和减薄在气侧,水侧可以仍然光洁。剖开管子看哪一侧薄了,就能把两条路径分开。两侧同时薄,才说明两件事叠在一起。这时要分别记录气侧和水侧各自去掉了多少厚度。

烟气里的灰粒冲刷也会在气侧减薄,但位置跟着流速走,弯头外侧、节流口和正对气流的面更重,与壁温没有对应关系。露点腐蚀则严格偏向最冷的壁面,热端即使流速更高也可以还厚着。冷端光滑减薄、又没有冲刷沟纹,应先核对壁温。冲刷留下的沟有方向,露点减薄则贴着整块冷壁铺开。

冷凝器泄漏以后,冷却水进入气侧,会把露点腐蚀的痕迹冲乱,也带来水侧才有的结垢。检查要赶在泄漏把两侧介质混到一起之前。已经泄漏的管子,不能单凭管内有水就判断原来是水侧先坏,还要看相邻尚未泄漏的管子冷端是否已经减薄。相邻冷端也薄,泄漏多半是露点腐蚀穿了孔。

提高壁温,使最冷的金属也保持在酸露点以上,凝液就不再析出,快速减薄会停下来。只加厚碳钢或只加大腐蚀裕量,冷端仍在露点以下,新的厚度一样被酸液吃掉。材料加厚没有改变凝结条件。裕量只是把穿孔的时间推迟,壁温不抬上去,酸液仍会凝在同一位置。

保温破损、冷却介质短路到某一块壁板上,都会造出局部冷点。这块壁板的气侧先薄,周围壁温正常的地方仍然完好。此时去调低整台设备的烟气露点,不如先找到那块被过度冷却的金属。露点腐蚀找的是壁温低于露点的位置,不是烟气成分单独决定的。冷点消除后,周围原本正常的壁厚不应再跟着下降。

烟气含硫很低时,酸露点下降,同样的壁温可以不再凝酸。减薄如果仍只发生在冷端气侧,就要怀疑还有其他酸性气体,或壁温已经低到水露点、再加上溶解的腐蚀性组分。先确认凝液是不是酸,再决定是提壁温还是改烟气。凝液呈明显酸性时,就不是单纯的水汽凝结。

碳钢在这种凝液里不能靠钝化膜撑住,所以减薄一旦开始就快,不像不锈钢缝隙腐蚀那样外面还光亮、里面慢慢咬。露点腐蚀的信号是冷端气侧壁厚持续下降。壁温回到露点以上之后,同一位置的减薄速率应明显降下来,这是对原因的核对。若壁温已经高于露点而减薄仍快,就要改查冲刷或水侧。