O dan Ba ​​Gyfuniad Penodol o Crynodiad Ysgafwr Ocsigen (Sulfite / Hydrazine) a pH A yw 316 Gwain Gwresogydd Dur Di-staen yn Trawsnewid o Gyrydiad Goddefol i Gyrydiad Gweithredol mewn Dŵr Bwydo Boeler ar 150 gradd

Asiant lleihau-a achosir gan ddadelfennu goddefedd mewn dŵr tymheredd uchel

In boiler feedwater service, the addition of oxygen scavengers, such as sodium sulphite (Na2SO3) or hydrazine (N2H4), to 316 stainless steel clad electric heating tubes is utilised for the removal of dissolved oxygen and prevention of corrosion of carbon steel components. But these lowering chemicals can have adverse effects on 316 SS at elevated temperatures. At 150 C (average temperature of deaerated feedwater heaters) sulphite is decomposed to Sulphide (S2-) and Thiosulphate (S2O3 2-). Hydrazine is decomposed to Ammonia (NH3). Both breakdown products can decrease the stability of the passive film on 316. The passive coating becomes active and the corrosion becomes uniform with rates of 0.5-2 mm per year when the concentration of the oxygen scavenger is above a critical value-sulfite >10-20 ppm or hydrazine >5-10 ppm-combined with alkaline pH (>9.5) neu pH asidig (<6.0). In this work, critical concentration thresholds for sulphite and hydrazine for passivity breakdown at 150°C are quantified.

Mecanwaith sborionwyr ocsigen-colli goddefedd a achosir

At high temperature (>100 gradd ) sodiwm sylffit yn dadelfennu: 4Na₂SO₃ → 3Na₂SO₄ + Na₂S Mae'r sylffid (S2−) a gynhyrchir yn asiant rhydwytho cryf a gall adweithio gyda'r gorchudd cromiwm ocsid goddefol i gynhyrchu cromiwm ocsid (Crsulffid), cromiwm an-amddiffynnol (2−). Mae Thiosylffad (S2O3 2-) hefyd yn cael ei ffurfio a chydnabyddir ei fod yn ysgogydd penodol ar gyfer tyllu a SCC mewn dur di-staen. Dadelfeniad Hydrazine 3N2H4 → 4NH3 + N2 Mae amonia (NH 3 ) yn cyfuno ag ïonau nicel (Ni 4+ neu Ni 2+ ) yn ddetholus trwytholchi nicel o'r ffilm oddefol a'r arwyneb aloi, gan gynhyrchu haen o nicel â llai o ymwrthedd cyrydiad sy'n llai gwrthsefyll cyrydiad. Mae'r ddwy broses angen naill ai pH isel (i gadw sylffid mewn hydoddiant fel H2S) neu pH uchel (i gynyddu cymhlethdod amonia). Ar pH niwtral (6.5-8.0) mae'r effeithiau andwyol hyn yn cael eu lleihau.

Dadansoddiad Goddefedd Meintiol ar 150 C

Pennir cyfraddau cyrydiad ac amser colled goddefedd o 316 o ddur di-staen mewn dŵr wedi'i ddaerated ar 150 gradd (pH wedi'i addasu â NaOH neu NH4OH) ar wahanol grynodiadau sylffit a hydrasin mewn profion rheoledig.

Crynodiad sborionwyr ocsigen (ppm) pH o 150 gradd Cyfradd Cyrydiad (mm/yr) Prif Gynnyrch DadelfeniadAmser i 0.2 mm Colled Metel (oriau) Sefydlogrwydd Ffilm GoddefolGwasanaeth 150 gradd
Sodiwm sylffit<2 7.0-9.0 Low decomposition <0.02 >10,000 Sefydlog Oes
Sodiwm sylffit 2-5 7.0-9.0 Trace S²⁻/S₂O₃²⁻ 0.02-0.05 4,000-10,000 Ychydig wedi'i ddiraddio Derbyniol
Sodiwm sylffit 5-10 7.0-9.0 10-30 ppm S 2- 0.05-0.10 2,000-4,000 Marginal Monitor
Sodiwm sylffit 10-20 8.0-9.5 30-60 ppm S2- cyfwerth â 0.10-0.30 700-2,000 diraddiedig Heb ei argymell
Sodium sulfite 10-20 >9.5 neu<6.0 Accelerated S2- release 0.30-1.00 200-700 Unstable No
Sodium sulfite >20 Any >60 ppm S2- >1.00 <200 Active corrosion Unacceptable
Hydrasin<1 7.0-9.0 Minimal NH3 <0.02 >10,000 Sefydlog Oes
Hydrazine 1-3 7.0-9.0 1-5 ppm "NH₃ 0.02-0.05 4,000-10,000 Ychydig wedi'i ddiraddio Derbyniol
Hydrasin 3-5 7.0-9.0 5 i 10 ppm NH3 0.05-0.10 2,000-4,000 Marginal Monitor
Hydrasin 5-10 8.0-9.5 10-20 ppm NH₃ 0.10-0.25 800-2,000 Wedi'i ddiraddio Heb ei argymell
Hydrazine 5-10 >9.5 Cymhlethiad Ni Gwell 0.25-0.60 300-800 Rhif ansefydlog
Hydrazine >10 Any >20 ppm NH3 >0.60 <300 Active corrosion Unacceptable
pH critigol{0}}C y Rhyngweithiad â Chrynodiad o Sborion Ocsigen

Mae crynodiad sborionwyr ocsigen derbyniol yn dibynnu'n sylweddol ar pH ar 150 gradd. Isod mae tabl o'r crynodiadau uchaf a awgrymir ar wahanol ystodau pH.

Uchafswm Sodiwm Sylffit (ppm) pH @ 150 gradd Uchafswm Hydrasin (ppm) Mecanwaith Methiant Dominyddol Camau a Argymhellir os Rhagorir 6.0-6.5 3 2 Asid-teneuo a achosir gan ysbwriel Lleihau sborionwr neu addasu pH
5 3 6.5-7.5 Cymysg Derbyniol
7.5-8.5 8 4 Derbyniol Lleiaf
8.5-9.0 5 3 Cymhlethdod sylw Ammoniapay
9.0-9.5 3 2 Cymhlethdod amonia Llai o sborionwyr
9.5-10.0 2 1 Strong Ni leachingUpgrade to 316L or Alloy 825 >10.0 <1 <0.5Rapid active corrosion 316 not suited 
Manylebau Ymarferol ar gyfer Cemeg Dŵr mewn Gwresogyddion Dŵr Porthiant Boeler

Ar gyfer dŵr bwydo boeler wedi'i ddarostwng ar 150 gradd, mae angen y meini prawf canlynol ar gyfer sborionwyr ocsigen a pH i ddarparu sefydlogrwydd goddefol hirdymor ar gyfer 316 o wresogyddion gwain.

Math o System Targed Ocsigen Toddedig (ppb) Chwalwr Ocsigen a Argymhellir Crynodiad Uchaf (ppm)150 gradd pH a Argymhellir Oes Disgwyliedig Gwresogydd (Blynyddoedd)
Boeler pwysedd isel (<15 bar) <100 Sodium sulfite 5-8 8.0-8.5 >10
Boeler pwysedd canolig (15-30 bar) 50 Sodiwm sylffit 4-6 8.0-8.5 8-12
High pressure boiler (>30 bar)<20 Hydrazine 2-4 8.5-9.0 5-10
Very high pressure (>60 bar) 10 Hydrazine + amonia 1-2 9.0-9.2 5-8 (uwchraddio i 316L)
Adnabod ym Maes Cyrydiad a Achosir gan Chwalwyr Ocsigen

Os bydd gwresogydd 316 yn methu yn nyletswydd dŵr porthi boeler gyda chorydiad unffurf cyflymach (yn hytrach na thyllu), ystyriwch orfwydydd sborionwyr ocsigen. Bydd wyneb y wain yn cael ei wastraffu'n gyffredinol, heb byllau neu holltau adnabyddadwy. Gall cynhyrchion cyrydiad fod yn ddu (Fe 3 O 4 ) gyda lliw gwyrddlas oherwydd cyfansoddion nicel. Adolygwch log cemeg dŵr ar gyfer sylffit sy'n fwy na 10 ppm neu hydrasin sy'n fwy na 5 ppm. Gall dadansoddiad diffreithiant pelydr-X o'r cynnyrch cyrydiad ddangos nicel sylffid (NiS) ai dadansoddiad o sylffit oedd yn gyfrifol. Yr ateb yw cyflenwi sborionwr ocsigen i'r lleiafswm sydd ei angen i gadw ocsigen toddedig o dan y nod, ac i addasu pH i'r ystod niwtral (7.5-8.5). Os oes gennych chi orfwyd sborionwyr hirdymor, newidiwch i aloi 825 neu 316L gyda mwy o nicel.

Casgliad: Tynnu ocsigen neu ffilm goddefol sefydlog

Rhaid osgoi methiant ffilm goddefol ar gyfer 316 o wresogyddion dur di-staen wedi'u gorchuddio â dŵr bwydo boeler ar 150 gradd ac mae hyn yn gofyn am reolaeth ofalus ar grynodiadau sborionwyr ocsigen. Mae sodiwm sylffit mewn crynodiadau y tu hwnt i 8-10 ppm yn arwain at drosi Cr/sub 2/O/sub 3/ a achosir gan sylffid i sylffid cromiwm anamddiffynnol gyda chyfraddau cyrydiad cyson o 0.1-0.3 mm y flwyddyn. Mae crynodiadau hydrasin sy'n uwch na 3-5 ppm yn arwain at drwytholchi nicel a achosir gan amonia a dirywiad ffilm goddefol. Mae'n rhaid i beirianwyr sy'n pennu 316 o wainiau ar gyfer gwasanaeth dŵr porthiant wedi'i ddaeru leihau sylffit i<8 ppm (ideally 5 ppm) and hydrazine to <4 ppm (preferably 2 ppm) and maintain pH between 7.5 and 8.5. The framework given here connects oxygen scavenger concentration and pH to measurable corrosion rates at 150°C. This allows the buyer to select water treatment plans that safeguard the carbon steel components (by oxygen removal) and the 316 heater sheaths (by avoiding overfeed of reducing agents).