خوردگی ها

خوردگی های ناشی از آتش

خوردگی ها به جز مورد احتراق اعظم سوختهای گازی؛ احتراق سوختهای فسیلی، مولد ترکیبات جامد، مایع و گازی قادر به خوردن قطعات ساختمانی و سطوح گرمایشی می باشند.

علاوه بر این رسوبات حاصل از پس ماندهای مایع و جامد در مسیر های گاز می توان ویژگیهای انتقال گرمایی سیستم را تغییر دهد و بطور بالقوه بر بازدهی سیستم و دماهای دیوار لوله، به مقدار زیاد اثر گذارد.

پسماندهای واکنش احتراق که خاکستر نامیده می شود.بطور معمول ۶ تا ۲۰ درصد از وزن زغال سنگ های قیری را تشکیل می دهد، لیکن این موجودی می توان به ۳۰ درصد نیز برسد. ترکیب شیمیایی خاکستر زغال سنگ، بسیار متغیر است.

بطور عمده شامل ترکیبات سیلیس، آلومینیوم، آهن و کلسیم، منیزیم، پتاسیم،سدیم،تیتانیم می باشد. چوب تفاله نیشکر و دیگر تفاله های نباتی که به عنوان سوخت در پاره ای از واحد های صنعتی بکار میرود، نسبت به زغال سنگ مولد مقادیر کمتری از خاکستر می باشند.

لذا ترکیب خاکسترهای نباتی مزبور از بسیاری جنبه ها، مشابه خاکستر زغال سنگ است.

نفت کوره (مازوت) نیز دارای خاکستر است که موجودی آن بندرت از مرز ۲ درصد تجاوز میکند. با این وجود خوردگی و آلودگی در دیگهای بخار نفت کوره سوز، بعلت طبیعت رسوبهای ناشی از خاکستر نفت کوره می تواند مسئله ساز گردد.

مواد آلاینده عمده در نفت کوره شامل وانادیم، سدیم، گوگرد می باشند که عناصر تشکیل دهنده انواعی وسیع از ترکیبات می باشند که بسیاری از آنها بسیار خورنده است.

خوردگی های ناشی از خاکستر زغال سنگ

در حین احتراق زغال سنگ، مواد معدنی موجود در زغال سنگ سوزان، در معرض دماهای بالا و آثار بسیار احیاء کننده گازهای تولیدی از قبیل مونو اکسید کربن و هیدروژن قرار دارند. ترکیبات آلومینیم، آهن، پتاسیم، سدیم و گوگرد تا حدی تجزیه شده و ترکیبات فرار و اکسید های گوگردی آزاد می سازد.

بخش باقیمانده معدنی، بطور مجدد وارد واکنش گردیده و ذراتی شیشه مانند بنام خاکستر معلق را تشکیل میدهد.

خوردگی ناشی از خاکستر زغال سنگ، با ته نشین شدن خاکستر معلق بر سطوحی که اغلب در دما های از ۵۴۰ درجه تا ۷۰۵ درجه کار میکند، آغاز می گردد.

این مواد ته نشین شده ممکن است سست و بصورت گرد بوده یا بصورت توده های سخت شده یا چرک گونه باشند.

طی یک مدت طولانی ترکیبات قلیایی و گوگردی فرار بر روی خاکستر معلق میعان یافته و با آن وارد واکنش شیمیایی می شود و در مرز بین فلز و رسوب تشکیل سولفاتهایی قلیایی مرکب از NA3Fe(SO4)3 و KAL(SO4)2 می دهد.

باور بر این است که واکنشهای مولد سولفاتهای قلیایی تا حدی به اکسید شدن کاتالیزوری SO2 و SO3 در لایه های خارجی رسوب خاکستر معلق بستگی دارد.

واکنشهای شیمیایی دقیق بین فلز لوله و سولفات های قلیایی به وضوح مشخص نیستند.

ویژگیهای خوردگی ناشی از خاکستر زغال سنگ شناخته شده اند:

1. حمله سریع، در دماهای بین دمای ذوب مخلوط سولفات و حد پایداری حرارتی این مخلوط صورت می گیرد.
2. میزان خوردگی، تابعی غیر خطی از دمای فلز است که در دماهای ۶۷۵ الی ۷۳۰ درجه بالاترین مقدار را دارا می باشد.
3. میزان خوردگی، بیشترین مواقع همواره با رسوبهای سخت شده و چرک گونه همراه است.
4. مواد ته نشین، شامل سه لایه متمایز می باشند. بیرونی ترین لایه که متخلخل است. قسمت عمده رسوب را تشکیل می دهد و بطور کلی از ترکیبات مشابه موجود در خاکستر معلق تشکیل می شود.
5. خوردگی ها ناشی از خاکستر زغال سنگ می تواند با سوزاندن هر نوع زغال سنگ سنگ قیری بروز نماید، ولی با افزایش و تجاوز درصد موجودی گوگرد و کلر در زغال سنگ به ترتیب از مقادیر ۳٫۵ و ۲۵/. احتمال وقوع آن بیشتر می شود.
6. هیچیک از مواد رایج برای لوله، نسبت به حمله مقاوم نیست؛ گرچه فولادهای ضد زنگ استنیتی نسبت به انواع به انواع کم آلیاژ به میزان کمتری خورده می شود.

خوردگی های ناشی از خاکستر نفت کوره در طی احتراق نفت کوره ترکیبات آلی، تجزیه شده و با اکسیژن ترکیب می شوند.

اکسید های فرار حاصل همراه گازهای احتراق حمل می گردد.

سدیم که بطور معمول بصورت کلرید در نفت موجود است با اکسید های گوگردی ترکیب شده و تولید سولفات می نماید.

در ابتدا پنتاکسید و انادیم بصورت چرک نیمه سیال بر روی دیوارها کوره، لوله ها بخارزا، لوله های بخار داغکن چگالش می یابد.

اکسید سدیم با پنتاکسید و انادیلی تولید مینماید. این آمیزه های مرکب به ویژه وانادات ها و واناداتهای وانادیلی تولید می نماید.

این آمیزه های مرکب که پاره ای از آنها از یک دمای ذوب پایین در حد ۲۵۰ درجه سانتیگرد برخوردار هستند؛ سطوح را آلوده کرده و آنها را به شدت می خورد.

خوردگی های کم دما

در مناطق کم دمای مسیرهای گاز احتراق، خوردگی بطور عمده توسط بخار آب چگالیده محتوی SO3و CO2 محلول رخ می دهد. نقطه شبنم اسید سولفوریک که فعالترین ماده خورنده است برای غلظت های ۱۵ تا ۳۰PPM از  SO3 که در دیگهای زغال سنگ سوز  معمول است.

در محدوده ۱۲۰ الی ۱۵۰ درجه می باشد. نقطه شبنم بخار اسیدی به مقدار رطوبت موجود در سوخت و مقدار بخار آب مورد مصرف جهت پاک کردن دوده، که همگی بر مقدار آب درون گاز احتراق تاثیر میگذارند. بستگی دارد.