Коррозияны зерттеудің сапалық тәсілдері
Аннотация
В соответствии с заданием Изучение процесс коррозии в трубопроводах
ТЭЦ в данной дипломной работе определилось влияние игнибиторов на
скорость коррозии.
В экономической части дипломной работы выполнено экономическое
обоснование применения реагентов целью оптимизации водно- химических
режимов.
В разделе безопасности жизнедеятельности выполнены расчеты выбросы
на атмосферу и определилось защитаная зона.
Аңдатпа
"ЖЭС-ң құбырларындағы коррозия процестерін зерттеу" тапсырмасына
сәйкес бұл дипломдық жұмыста ИОМС және фосфонат ингибиторларының
коррозия
жылдамдығына әсері анықталып, ГОСТ 9.502-82
және ГОСТ
9.514-99 бойынша есептеулер жүргізілді.
Дипломдық жобаның экономикалық бөлімінде 1 - ЖЭО-ң су- химиялық
режимін оңтайландыру мақсатында ИОМС және фосфонат реагенттерін
қолданудың экономикалық тиімділігі есептелінді.
Өміртіршілік қауіпсіздігі тарауында 1 - ЖЭО-нан шығарылатын зиянды
заттардың атмосфераға таралуы есептеліп қорғаныс зонасы анықталды.
Abstract
In accordance with a task " Study process of corrosion in the pipelines of ТЭЦ "
in this diploma work influence of reagents was determined on speed of corrosion.
The economic ground of application of reagents the aim of optimization of
water - of the chemical modes is executed in economic part of diploma work.
In the division of safety of vital functions calculations are executed extrass on an
atmosphere and determined zone defence.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
I ТАРАУ. АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ 1 - ЖЫЛУЭЛЕКТР
ОРТАЛЫҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1.
1.2.
1.3.
ЖЭО-ң қысқаша
тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қазандық
цехы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Химиялық су тазалау
цехы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
II ТАРАУ. МЕТАЛДАР
КОРРОЗИЯСЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Ішкі және сыртқы факторлардың коррозияға әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2. Еріген оттегінің коррозия жылдамдығына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3. Коррозия жылдамдығына орта рН -ның әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Еріген көмірқышқыл концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4.1 Температураның коррозия жылдамдығына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.5 Кальций және магнийлі қақ түзілуді алдын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.6 Коррозия көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ІІІ ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... .
3.1 Коррозиялық зерттеулер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Коррозияны зерттеудің сапалық тәсілдері:
3.2.1 Cыртқы түрін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.2.2 Ерітіндінің өзгерістерін көзбен бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2.3 Микроскопиялық зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2.4 Индикаторлық тәсіл ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2.5 Коррозия индикаторын орнату ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
IV ТАРАУ. ЖЫЛУЛЫҚ ЖЕЛІ ҚҰБЫРЛАРЫНЫҢ ІШКІ
КОРРОЗИЯСЫ
4.1 Ішкі коррозия жылдамдағын бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Ішкі коррозиямен зақымдалған жылулық желі құбырларынның
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.3 Ішкі коррозияның қауіпті белгілері және оларды анықтау тәсілдеріне
қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
V ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ИНГИБИТОРЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5 .1 Коррозияны ингибирлеу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.2 Ингибиторлардың жұмыс істеу механизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.3 Ингибиторларды мөлшерлеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
VI ТАРАУ. МЕТАЛДАР КОРРОЗИЯСЫНА ИОМС ЖӘНЕ ФОСФОНАТ
ИНГИБИТОРЛАРЫНЫҢ ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ
6 .1 Гравиметрлік тәсіл ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.2 Зерттеудің орындалу тәртібі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6.2.1 Зерттеудің нәтижелерін өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6 .3 Электрохимиялық әдіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6.3.1 Зерттеу нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
VII ТАРАУ. ӨМІР ТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІГІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.1.Қоршаған ортаға әсерін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.2. Ауадағы зиянды қалдықтардың таралуын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7.3. Санитарлы қорғаныс зонасын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
VIII ТАРАУ. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8.1 Қоректік және қазандық суды коррекциялық өңдеу үшін қақ түзілуі және
коррозия ингибиторы Фосфонатты қолданудың тиімділігін анықтау ... ... ... ... .
8.2 Фосфонатты қолданған кездегі шығындарды анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ҚОСЫМША 1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
КІРІСПЕ
Қазіргі заманғы жылу электр стансалары күрделі техникалық кешен
болып табылады. Өнеркәсіптің қарқынды дамуы, өндірістік процестердің
жылдам ұлғаюы, жаңа технологиялық параметрлердің жоғарылауы - осының
барлығы энергетикалық қондырғыларды жетілдірудің жаңа талаптарын
қажет етуде. Қондырғылардың үздіксіз жұмыс істеуі үшін жүргізілетін
шаралардың негізгісі - оларды коррозиядан сақтау және соған байланысты
сапалы, берік химиялық материалдарды қолдану. Осылайша коррозиядан
тиген шығынның көлемін азайту, қондырғылардың тиімділігін, жұмыс істеу
мерзімін арттыру.
Коррозия және қақ түзілумен күрес су дайындау процесіндегі
реттелетін негізгі талап, себебі жылуалмастырғыш қондырғыларының
бетінің минералды тұздардың шөгінділерімен және коррозия өнімдерімен
ластануы қондырғылардың жұмыс тиімділігінің төменденуіне және қатардан
шығуына алып келеді. Жылуалмастырғыш қондырғылардың жұмысы
кезіндегі негізгі факторы су-химиялық режимді ұйымдастыру болып
табылады. Құрамдас материалдардың коррозиясы мен шөгінділердің түзілуін
мүмкіндігінше төмендететін реагенттердің технологиялық параметрлерін
және мөлшерін анықтау. Қазіргі таңда жылу жүйесінің қоректік суын
коррекциялық өңдеу мақсатында комплекс түзуші қосылыстар, әсіресе
фосфанаттар кеңінен қолданылады.
Дипломдық жобада гравиметриялық және электрохимиялық әдістермен
ЖЭС-ң құбырларындағы коррозиялану процесіне ИОМС және фосфонат
ингибиторларының әсері зерттелді.
I ТАРАУ. АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ 1 - ЖЫЛУЭЛЕКТР
ОРТАЛЫҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
1.1.ЖЭО.ң қысқаша тарихы
1-Жылу электр орталығы
(1-ЖЭО) Алматы қаласының ең үлкен
аумағындағы орталықтандырылған жылумен қамдауға кіреді және қаланың
орталығындағы тұтынушыларды жылумен қамтамасыз етеді. 01.01.98 жылғы
күйіне байланысты 1-ЖЭО-ның қуаты кестеде көрсетілген.
Кесте 1.1 - Алматы қаласы 1-ЖЭО-ның қуаты
ЖЭО-ның ыстық судағы жылулық жүктемесі 887 Гкалсағ, сонымен қоса
ыстық сумен қамдау - 136 Гкалсағ; 102176 тсағ - сыртқы тұтынушыларға
1,6 МПа бу шығыны.
1-ЖЭО-ның негізгі қондырғыларының құрамы және оның сипаттамасы
төменде көрсетілген:
- Р-2590-18
типті ст. №8
шығырлы агрегат
1960
жылы
орналастырылған. 1996 жылы шығырдың қақпақшасы, цилиндрі мен
айналғысы ауыстырылды.
- Су қыздырғыш қазандар мазут пен газда жұмыс істейді. Қазандардың
жұмыстық жылу өндірулігі: мазутпен жұмыс істегенде - 75 Гкалсағ, газбен
жұмыс істегенде - 100 Гкалсағ.
ЖЭО-ның жұмыс режимі - бір жылдағы жылулық график бойынша.
Жылулық желінің температуралық графигі 15070°С. Ыстық сумен қамдау
жүйесі - ашық [1].
1-ЖЭО-ғы 1935 жылы істей бастады. Стансаның дамуы бірнеше ретте
жүзеге асты. Басты корпуста орташа қысымды негізгі қондырғы
орналастырылды, кеңейгеннен кейін - жоғары қысымды.
Қазіргі кезде бастапқы екі реттің қондырғылары, яғни №1-6 қазандар,
№1-7 шығырлар, өндірілген қор бөлшектелген. №1-6 қазандары орналасқанАтауы
Электрлік, МВт
Жылулық,
Гкалсағ
Қазан өндірулігі,
тсағ
Орнатылған
145
1256
1035
Қазіргі кездегі
(қыстажазда)
11048
913,2
941
қазандық цехының ғимараты бұзылған. Машиналық зал ғимараты жөндеу
мақсатында және қор сақтайтын жер ретінде қолданылады.
Сөйтіп, орташа қысымды бір ст. №7 қазан, жоғары қысымда алты ст.
№8-13 қазан және ст. №8-10 шығырлар пайдалануда.
Бөлшектелген №7шығыр шықтағышы №8-10 шығыр
майсуытушысының суытушы суы үшін жылуалмастырғыш ретінде
қолданылады.
№1-7 су қыздырғыш қазандар бөлек су қыздырғыш қазандық
ғимаратында орналасады.
ЖЭО-ның жылулық және электрлік қуатының шектелуі мынаған
байланысты:
- Атмосфераға зиянды заттар шығарылуын төмендету талабына
байланысты бу және су қыздырғыш қазандар өндірулігінің еріксіз
шектелуі;
- Су қыздырғыш қазандарда мазутты жаққанда өндірулігінің шектелуі;
- Шығырды будың номиналды шығынымен қамдауға бу қазандар
өндірулігінің жетіспеуі.
1932 жылы ЖЭО-ы орналасқан алаң қала шетінде орналасқан. Қазіргі кезде
станция қаланың ортасында қалып қойды және оны пайдалану қаланың
экологиялық жағдайына күрделі әсерін тигізеді. Ең негізі қиындықтарды
амтосфералық ауаны ластау, күл-қож қалдықтарды тастау, өндірістік
қалдықтарды төгу тудырады [2].
1-ЖЭО-да үш түрлі отын қолданылады: табиғи газ, мазут және Қарағанды
көмірінің энергетикалық концентраты. Энергетикалық қазандарда көмір, ал
су қыздырғыш қазандарда мазут жағылады. Күзгі-көктемгі маусымда су
қыздырғыш қазандарда және жазғы маусымда энергетикалық қазандарда
газдың маусымды қалдығы жағылады. Бу, қоректік су, шық бойынша
1-ЖЭО-ның жылулық сұлбасы - көлденең байланыстармен.
Циклдағы шығынды химиялық тұзсыздандырылған су арқылы толықтырады.
Қазандар мен жылулық желілерді қоректендіру үшін бастапқы су ретінде
Талғар су ағарының суы алынады. Ауыз сулық сапалы өңделмеген су
диаметрі 1000 мм екі су ағары арқылы келеді және сорғылар арқылы №7,9,10
шығыр шықтағыштарын суытуға жіберіледі. Қыздырылған өңделмеген су
химиялық су тазартуға жіберіледі.
Химиялық су тазартудан кейін қазандардың қоректік суы атмосфералық
деаэраторға барады және суды айдайтын сорғылармен №9,10 шығырлардың
регенерация жүйесіне жіберіледі. Қоректік суды жоғары қысымдағы
шығырдың қыздырғыштарында қыздырады.
Жылулық желінің қоректік су деаэрациясы вакуумды деаэраторда іске асады.
Жылулық желінің қоректік су қоры 2х5000 мЗ аккумуляторлық күбіде
сақталады.
Желілік суды сәйкесінше негізгі және шындық қыздырғыштарда және су
қыздырғыш қазандарда қыздырады.Желілік суды беру сұлбасы- екі сатылы.
Екінші көтерілістегі желілік сорғылар су қыздырғыш қазандардың алдында
орнатылған.
ЖЭО-нан ыстық су түрінде жылуды беру алты екіқұбырлы магистрал
арқылы іске асады.
Технологиялық мұқтажына қажетті 1,3 МПа буды өнеркәсіптік ст. №9,10
шығырдың өнеркәсіптік алымынан төрт буқұбыры, ст. №8 шығырының
қарсы қысымы және ст. №7 бу қазанынан қысым және ыстықтықты шегіргіш
қондырғы арқылы (РОУ) алады.
Күл-қож шығару жүйесі - гидравликалық.
Энергетикалық қазандардан шығатын түтін газдары биіктігі 80 м және ернеу
диаметрі 4,3 м екі түтін құбыры арқылы және биіктігі 45 м бір металдық
құбыр арқылы шығарылады. Амосфераға түтін газдарын шығару алдында,
олар ылғалды күлұстағышта күлден тазартылады. Су қыздырғыш
қазандардан шыққан түтін газдары биіктігі 80 м және ернеу диаметрі 4,3 м
екі түтін құбыры арқылы шығарылады.
Қазіргі басты корпус 50 жылдардын соңында, 60 және 70 жылдардыңбасында
станцияны кеңейткенде салынды.
1.2 Қазандық цех
Отын-транспортты цехтан кейін отын қазандық цехіне түсіп, сонда
жағылады. 1-ЖЭО-ның қазандықцехінде БКЗ-160-100 бу қазандары
орналасқан. Олар тек электр энергиясын өндіру кезінде ғана жұмыс істейді.
Аталған қазандардан басқа қазандық цехта№1-7 ПТВМ-100 су қыздырғыш
қазандар орнатылған. Олар 1500С температурада жұмыс істейді және 80 Гкал
жүктемесі бар.
Су қыздырғыш қазандар:№ 1-7ПТВМ-100 қазандары ЖЭО-да қызу бетінің
жұмыс сенімділігін жоғарлату және өндірулік жылуын номиналдыға дейін
көтеру үшін орналастырылған. СКБ ВТИ жасаған проект бойынша қайта
құрудан өткен. Осыған байланысты алдынғы және артқы экрандар,
оттықтардың орналасуы, ағындық бөлігі зауыттық құрылмасынан
айырмашылықтары болады. 1. Жылуөндірулік (Гкалч) - 100;
2. Ошақ құтысының көлемі (м*3) - 275,3;
3. Ағындық бөліктің беті (м*2) - 2743;
4. Қазан өлшемдері (мм):
Ені - 6900;
Тереңдігі - 6900;
Биіктігі - 14450;
5. Экранды құбыр диметрі (мм) - 60*3;
6. Құбырлардың арақашықтығы (мм) - 64;
7. Ағындық бөлік құбырының диаметрі (мм) - 38*3;
8. Адым көлденең (мм) - 110 ;
бойлық (мм) - 60;
9. Су көлемі (м*3) - 30;
10. Судың номиналды шығыны:
Екі қадамдық сұлбада (м*3ч)
- 2400;
11. Судың минималды шығыны (м*3ч) - 1500;
12.t=1500Стемпературадағықалыптыжүк теме 80 Гкал.
Буқазандары: № 8-13-БКЗ-160-100 - Бийск қазандықзауыттажасалған.
Қазанныңқуаты
-
160тсағ, жұмыстыққысымы
- 100
атм,
0
кезде жұмыс істейді [3].
1.3 Химиялық су тазалау
Жылулық желі мен қазандарды қоректендіретін химиялық су
тазалаудың және барлық ЖЭО-ын сумен қамдау көзі Талғар ағырының суы
болып келеді. Бастапқы судың сапасы, соңғы жылдағы талдау нәтижесінде,
тұрақты екенін көрсетеді.
Ыстық сумен қамдаудың ашық сұлбасы үшін өндірулігі 4500 м3сағ
болатынжылулық желіні қоректендіретін қазіргі химиялық су тазалау
келесідей сұлбамен жобаланған:
- Су қыздырғыш қазандар жұмыс істегенде - күкірт қышқылымен
қышқылдату, декарбонизация, 100% натрий - катиониттеу;
- Су қыздырғыш қазандар қосылмаған кезде - күкірт қышқылымен
қышқылдату, декарбонизация, буферлі сүзгілер. Буферлі сүзгі ретінде
натрий-катионитті сүзгісі қолданылады.
1992 жылдан бері жылулық желілердің қоректік суын өңдеу жобаланбаған
сұлба бойынша комплексондармен тұрақтандыру (ИОМС)арқылы жүзеге
асады. ИОМС-ты мөлшерлеу үшін қышқылдататын түйін қолданады.
Натрий-катионитті қондырғы қорда қалады.жұмыстықтемпературасы- 540 С. Бұл қазандар электр энергиясын өндірген
Бу қазандарын қоректендіретін химиялық су тазалау келесідей
сұлбамен жұмыс істейді: екі сатылы катиондау, декарбонизация, күшті
негізді аниониттегі бір сатылы аниондау. Қондырғының жобалық өндірулігі
330 тсағ.
1997 жылғы станцияның мәліметтері бойынша, қазіргі кезде қондырғының
орташа жылдық өндірулігі жылулық желіні қоректендіру үшін 2390 м3сағ
аспайды, ал қазандарды қоректендіру үшін 119,1 тсағ шамасында.
Қазіргі кезде, шығыр цехінен кезеңді түсетін шықтар натрий-
катионитті сүзгіде өңделеді, содан кейін декарбонизатор суының күбісіне
барып, ары қарай жартылай тұзсыздалған су қоспасымен бірге аниондалады.
Натрий-катионитті сүзгілердің өндірулігі 160 тсағ.
1-ЖЭО-ның мөлдірленген су қайтатын және оны қайта қолдануға болатын
тұйық сұлба ретінде жасалған. Шектеулі судың көлемін көп рет қолдану
нәтижесінде судың минералдануы өседі. Бұл, өз кезегінде, күл мен қожды
гидравликалық жою жүйесінің қондырғысын аз еритін тұздар мен коррозия
шөгінділерімен ластайды. Құбырдың ішкі бетіндегі тұз шөгіндісі су қорының
көп шығындалуына әкеледі және қондырғының жұмыс істеу тиімділігін тез
төмендетеді [4].
II ТАРАУ. МЕТАЛДАР КОРРОЗИЯСЫ
2.1 Ішкі және сыртқы факторлардың коррозияға әсері
Коррозияға әсер ететін ішкі факторларға: металдың күйі мен
қасиеттері, құрылымы, кернеуі және тағы басқа жатады. Сыртқы факторларға
құрамы, температурасы, қозғалу жылдамдығы және жылутасығыштың рН - ы,
жылулық жүктеме, шағылу жатады.
Көптеген факторлардың әсер ету себебі металл пассивтілігіне
байланысты. 2.1 - суретте металл пассивтілігін көрсететін
поляризация қисығы берілген. Металды ертіндіге батырғанда,
анодты
берілген
ортада теріс анодты потенциал A орнайды және бұл кезде электр тогы пайда
болмайды. Егер металл потенциалын жасанды жоғарылатса, ток тығыздығы
i жоғарылайтын (суреттегі l кесіндісі) анодты ток пайда болады. Мұндай ток
тығыздығының жоғарылауы металл потенциалының мәні Ô әрбір жеке
металға тиесілі шамаға жеткенге дейін байқалады. Металл потенциалының
жоғарылауы, оның ары қарай жоғарылауы кезінде тұрақтылығын
сақтайтын(2 кесінді) ток тығыздығының күрт төмендеуіне алып келеді ( iбаст -
дан imin - ға дейін). Металл потенциалының п р мәніне дейін жоғарылауы
кезінде ғана
жүйеде ток тығыздығының өсуі қайта байқалады (3 аумақ). Бірақ бұл
аумақта ерітіндіге 1 - ші аумақтағы сияқты екі валентті Fe 2 иондары емес
(егер металл темір болса), үш валентті Fe3 иондары түседі [5].
Сурет 2.1 - Анодты поляризация қисығы
Сипатталатын бұл құбылыс келесідей түсіндіріледі:
1) Ф потенциалдар аймағында металл белсенді күйде болады, осыған
орай потенциалдың жоғарылауы оның еруін тездетеді. Потенциалы Ф - ке
оксидті қабаттың пайда болуымен түсіндірілетін металлдың пассивтелуі
жүреді. Металдың пассивтелуі потенциалдың Ф - тен п р - ге дейін өзгеру
аумағында сақталады, одан соң қорғаныс қабатының бұзылуы жүреді.
Металл пассивтелуі жүретін Ф
потенциалы фляде-потенциал немесе
белсендіру потенциалы деп аталады, себебі потенциалдың Ф - тен төмен
мәнге дейін кемуі металдың пассивті күйден активті күйге өтуіне әкеледі. Ал
п р потенциалы бұзылу потенциалы деп аталады.
2) A Ф кезінде металл белсенді және оның пассивтілігі мүмкін емес;
3) ïð A пассивтілік белгілі бір шарттарда мүмкін.
2.2. Еріген оттегінің коррозия жылдамдығына әсері
Оттегінің коррозияға екі жақты әсер етуі сипатты. Бір жағынан , оттегі
металл бетіндегі қорғаныс қабатының қасиеттерін жақсарту нәтижесінде
коррозияны пассиватор сияқты төмендетеді, яғни қорғаныс қабаты жоқ
металл бетінің тотығуынан оның бетінде пассивтендіретін адсорбциялық
қабаттары пайда болады,
ал екінші жағынан ол активті деполяризатор
тәріздес катодты аумақтардың деполяризациясы нәтижесінде коррозияны
күшейтеді. Оттегінің концентрациясына, ерітінді құрамына, металл т үрі және
басқа да физика -химиялық көрсеткіштеріне байланысты оттегінің осы
әрекеттерінің біреуі орындалады. Ерітіндідегі оттегі концентрациясы
жоғарылағанда,
көміртекті және хромдалған болаттың коррозиясы
төмендейді де, одан соң жоғарылайды (сурет 2.2).
Берілген ортада пассивтелетін металдар және кеуекті қорғаныс қабаты
бар металдар үшін көбінесе жаралы немесе нүктелік коррозия сипатты.
Металдың тығыздалған аумақтары бар болса (жамайтын тігістер, біліктік
қосылыстар, қозғалу тетіктеріндегі саңылау),ерітіндіде оттегі
концентрациясы әр түрлі аумақтарда пайда болады.жеткен уақытта қалыңдығы металдың типіне (темір үшін - 20-100 А ; хромды
болат үшін - 10-20 A ) тәуелді болатын және оның бетіндегі біркелкі тығыз
Сурет 2.2 - Болаттың коррозия жылдамдығына оттегі концентрациясының
әсері
Оттегі көбірек жеткізілетін аумақтар катодтық, ал саңылаулар анодтық
болып табылады. Мұндай жағдайда саңылаулық коррозия байқалады.
Ашық жүйелерде коррозия жылдамдығы көбінесе оттегінің ауадан металл
бетіне диффузиялану жылдамдығымен анықталады. Сұйық ағынсыз жабық
жүйелерде оттектік деполяризация құбылысының жүруі, ерітіндідегі отте гі
қоры таусылғанша өтеді [6].
2.3. Коррозия жылдамдығына орта рН - ның әсері
Ерітіндідегі сутек иондарының концентрациясы, қорғаныс қабатының
қасиеті ортаның рН- на тәуелді болғандықтан, коррозия жылдамдығына әсер
ететін негізгі сыртқы факторлардың бірі болып табылады. Температура
жоғарылағанда,
сутектік деполяризация құбылысының ықтималдығы
жоғарылайды, яғни ортаның рН - ы жоғарылайды. Металдың коррозия
жылдамдығы мен ортаның рН - на тәуелділігі коррозия құбылысы кезінде
пайда болатын (оксидтер мен металл оксидтерінің гидраттары) қорғаныс
қабатының химиялық қасиеттеріне байланысты анықталады.
Металл қасиеттеріне байланысты оның бетінде пайда болады:
-
қышқылдар мен сілтілерде еритін амфотерлі типті қабаттар. Бұл
уақытта коррозия жылдамдығының ортаның рН - на тәуелділік қисығы
минимумға ие.
- никель, магний, кадмийге (Ni(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Cd(OH) 2 ) тиесілі негізгі
типті қабаттар. Мұндай қабаттар ОН - иондары артық мөлшерде болатын
сілтілі ортада төзімдірек болады. Сондықтан мұндай металдардың коррозия
жылдамдығы ортаның рН - ы жоғарылаған сайын төмендейді.
2.4 Еріген көмірқышқыл концентрациясының коррозия
жылдамдығына әсері
Көмірқышқылының жылутасығышта болуы ерітінді рН - ның
төмендеуіне әкеледі. СО2коррозия жылдамдығының өсуіне, ең алдымен
ортаның рН - ы төмендеуі нәтижесінде болатын сутектік деполяризацияның
күшеюіне және пайда болған қорғаныш қабат қасиеттерінің нашарлауына
әкеледі. Ерітіндіде оттегімен бірге бос көміртегінің болуы кезінде болаттың
коррозиясы бір уақытта оттектік және сутектік деполяризациямен өтуі
мүмкін.
Сурет 2.3 - Судағы көміртекті болаттың коррозия жылдамдығының
температураға тәуелділігі
2.4.1 Температураның коррозия жылдамдығына әсері
Температура жоғарылаған кезде металл - ерітінді теңескен шекарада
ығысу жүреді. Әдетте электролитте
температура жоғарылағанда
металдардың коррозия жылдамдығы өседі, осыдан сілтілік коррозия
ықтималдығы жоғарылайды. Сурет 2.3 көміртекті болаттың коррозия
жылдамдығының температураға тәуелділігі көрсетілген. Егер құбылыс
көбінесе оттектік деполяризациямен ашық жүйеде өтсе, судағы оттегінің
ерігіштігі төмендейді және оның металдың катодтық аумақтарында өту
мүмкіндігі төмендегендіктен, температураның жоғарылауы коррозия
жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Ал жабық жүйеде жоғары температурада
металдың коррозия жылдамдығы керісінше жоғарылайды ( суретте 2.3 - 1-
ші сызық). Үлкен рөлді температура өзгерген кездегі қорғаныш қабат
қасиеттерінің өзгеруі атқарады.
2.5 Кальций және магнийлі қақ түзілудің алдын алу
Қазанның жұмыстық параметрлеріне байланысты қазандық суды
коррекциялық өңдеу кезінде, кальций және магнийлі қақ түзілуді алдын алу
үшін Na 2 CO 3 және Na 3 PO 4 - ті қолдануға болады. Ю.М.Кострикин ойлап
тапқан заң қазанішілік суды өңдеу теориясы қаныққан ерітіндідегі нашар
еритін қоспалардың әрекеттесуіне негізделген.
Егер бу қазанының қоректік суында Ca 2 , CO 32 , SO 24
иондары
кездессе , онда CO 32 иондарының концентрациясын қазандық суда CaCO 3
түзілетіндей және қақ түзетін CaSO 4 - ті қанығу күйіне жеткізбейтіндей етіп
алады.
Қазандық судағы жоғарыда айтылған иондардың өтпелі
2 2 2
3 4
жазуға болады:
3 3
С SO4 = nC SO4 ,
2 2 2
(2.5.1) ;
(2.5.2) ;
мұндағы С CO3 , С Са
2
- қоректік судағы
CO 32 және
Ca 2 иондарының
концентрациясы; n - қазандық судағы буландыру дәрежесі.
Қазандық су CaCO 3 -ке қатысты қаныққан ерітіндіні көрсетеді, егер
2 2
3
(2.5.3);
яғни
2 2
3
(2.5.4);
немесе
С Са 2 =
(С
п.в п.в
CaCO3
CO3 - Ca 2
)n
(2.5.5);
(3) - (4) теңдеулерде, қақ түзуші иондардың судағы концентрациясы
төмен болғандықтан иондардың белсенділігі концентрацияға ауыстырылған.
Қазандық су CaSO 4 - ке қатысты қаныққан ерітінді болмауы үшін
келесі шарт орындалуы қажет
2 2
4
(2.5.6);
немесе
ЕК CaSO4
C SO4 ЕК СаСО
п.в
СОі
(2.5.7);
осыдан
С CO3 =
4
C SO4 + С Са
2
(2.5.8);
Осылай қоректік немесе қазандық суға Na 2 CO 3 -ті дозалау арқылы CO 32
иондарының концентрациясын тауып, қазандағы CaSO 4 шөгінділерінің
түзілуін жою үшін Na 2 CO 3 - ті тек 285 C температурасында дозалау тиімді,
себебі жоғары температурада оның НСО 3 ионындарын түзетін гидролизкоцентрацияларын С CO.к в , С Са.к в , С кSO.в деп белгілеп келесі байланысты
С CO.к в = (С CO.п в - С Са.п в )n
к.в п.в2 2
п.в п.в2
ЕК CaSO = С Са.к в С CO.к в
4
С Са.к в = ЕК CaCO С CO.к в
3
ЕК
- С
к.в
2
ЕК CaSO С Са.к в С кSO.в
4
ССа.п в
С
п.в2 і
п.в 2
п.в п.в2
процесі жүреді. Сондықтан қазандық суды өңдеудің бұл тәсілі қысымы 7,0
МПа- дан төмен қазандар үшін қолданылады. Аналогты түрде натрий
фосфатының да қақ түзілу процесіне әсері түсіндірілуі мүмкін. Қазандық
суда РО 34 иондары артық мөлшерде болса, құрамында фосфаты бар нашар
еритін кальций қосылыстары түзіледі, оның нәтижесінде ерітіндідегі кальций
иондарының концентрациясы күрт төмендейді және қазандық суда CaSO 4 ,
СаSiO 3 және тағы басқа қақ түзушілерге қатысты қанығу күйіне жетпейді.
Нәтижесінде қоректік су мен қазандық суға түсетін кальций, қақтанбайтын
қож болып табылатын гидроксилаппатитке Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 өтеді.
2.6 Коррозия көрсеткіштері
Коррозия көрсеткіші деп коррозия құбылысының өту
жылдамдығынанықтайтын шаманы (металдың коррозиялық бұзылуы)
айтады. Коррозияның барлық көрсеткіштері сандық және сапалық болып
жіктеледі.
Металл коррозиясының сандық көрсеткіштеріне: үлгілер
коррозияланунының массалық көрсеткіші өзгеруінің коэффициенті Km,
тереңдік көрсеткіші Кп, коррозиялық бұзылуға белсенділік көрсеткіші Кτ,
көлемдік Кобъемн., ошақтық көрсеткіш Кη, механикалық Кσ, коррозиялық
токтың тығыздығы ( коррозиялық ток көрсеткіші) ì, электрлік кедергінің
өзгерісі КR, коррозиялық оптикалық көрсеткші (шағылдырғыш) жатады.
Металл коррозиясының сапалық көрсеткіштері:
- микрозерттеу (коррозиялық бұзылу сипаттамасын, кристаларалық бұзылу
жүріп жатқанын және тағы басқаларды анықтау үшін өткізеді);
- зерттеліп жатқан үлгілердің сыртқы түрін бақылау (суретке түсіру,
сипаттау, коррозиялық ерітіндінің өзгеру тәртібін бақылау және тағы басқа);
- индикаторларды қолдану (коррозиялық бұзылу бақыланып отырған,
катодты және анодты аумақтарды анықтау үшін қажет) [6].
Металдардың біркелкі коррозиялық жылдамдықтарын сандық сипаттау
үшін, оның белгілі бір көрсеткішін таңдау міндетті емес.
Қорытындылар коррозиялық зерттеу тәсілі және тағы басқа, яғни
өлшеуіш тәсілдер көрсеткішінің негізінде реттеледі. Жергілікті коррозиялық
бұзылуды орнату үшін (біркелкі емес коррозия), оған сәйкес келетін
көрсеткішін дұрыс таңдау маңызды. Кристаларалық коррозияның бар екенін,
микрозерттеу негізінде тереңдік көрсеткішін, сол сияқты беріктік
көрсеткішін және үлгілердің электркедергісінің өзгеруін пайдаланып,
анықтауға болады. Коррозияның ошақтық көрсеткішінің, коррозия
белсенділік және тереңдік көрсеткішінің көмегімен нүктелік коррозиялық
бұзылуды сандық түрде сипаттауға болады.
Металлдардың ең жиі қолданылатын коррозия көрсеткішеріне:
механикалық, тереңдік, массалық (массасының өзгеру көрсеткіші), көлемдік
және тағы басқалар жатады.
Km+- - коррозиялық құбылыс нәтижесінде, уақыт бірлігінде және
металл бетінің ауданында зерттеліп жатқан үлгінің массасының қаншалықты
өзгергенін көрсетеді: Km+- = m (Sxτ) , коррозияның массалық көрсеткіші оң
(егер сынақ уақытында, үлгінің массасы көбейсе) немесе теріс (егер,
коррозия өнімдерін жойған соң, массасы азайса) мән болуы мүмкін.
Шарт бойынша, оң массалық көрсеткішті теріске қайта есептеу
формуласы бар.Ол үшін коррозия өнімдерінің құрамын білу қажет:
Km- = Km+ x(nokxAМe)(nMexAok)(2.6.1);
мұндағыAМe - металдың атомдық массасы,
Aok - тотықтырғыштың атомдық массасы,
Km- и Km+ - коррозияның оң және теріс көрсеткіштері,
nok - тотықтырғыштың валенттілігі,
nMe - металл валенттілігі.
Егер біркелкі коррозиялық бұзылу бақыланса, онда металдың
коррозиялық теріс массалық көрсеткішінін тереңдікке қайта есептеуге
болады:
Kп = (Km-x8,76)ρMe(2.6.2);
мұндағы ρMe - металл тығыздығы.
Коррозияның тереңділік көрсеткіші, белгілі уақыт аралығында,
коррозияның қандай тереңдікке тарағанын анықтайды. Белгіленуі - КП. Бұл
коррозия көрсеткішін коррозия өнімдері қабатының қалыңдығымен (ммжыл)
де анықтауға болады.
Көлемдік көрсеткіш КV деп белгіленіп, металлдың бірлік бетіне және
бірлік уақытына, коррозиялық бұзылу құбылысының қалыпты
жағдайларында бөлінген немесе жұтылған газдың мөлшеріне (ΔV)
қатынасымен анықталады.
KV = ΔV S·τ, см4(см2·сағ)
Коррозиялық құбылыс кезеңіндегі
(2.6.3);
металдың механикалық
қасиеттерінің өзгеруін коррозияның механикалық көрсеткіші Кмех
сипаттайды.
Мысалы, беріктік көрсеткіші Кσ. (сағат немесе тәулікпен өлшенеді)
Кσ = ΔστΔστ0
(2.6.4);
мұндағы Δστ0 - коррозия басталмай тұрғанда, созылу кезіндегі, беріктік шегі,
στ - коррозиялық құбылыс кезіндегі беріктік шегінің өзгеруі.
Сынақ кезіндегі металл үлгінің электр кедергісінің өзгеруі,
коррозиялық көрсеткіш болып саналады (К R ).
t уақыттағы К R = ( R Ro) 100%
(2.6.5).
мұндағы R 0 және R - коррозияға дейінгі және кейінгі үлгінің электрлік
кедергісі.
Бұл тәсілдің кемшілігі, сынақтың толығымен өтуі кезінде, металдың
қалыңдығы бірдей болуы керек және көбінесе осы себеппен бірге тең
ұзындықта, үлгінің бірлік ауданындағы электр кедергісінің өзгеруіне
байланысты, меншікті кедергіні анықтайды (см, мм). Сондай - ақ, бұл
тәсілдің қолдану шегі бар (беттік металл үшін 5 мм-ден көп емес). Дәлірек
мәндерді сымды үлгілерден алуға болады. Бұл тәсіл, дәнекерленген
қоспаларға жарамсыз.
Бұл коррозиялық зерттеулер үшін жеткілікті түрде, коррозиялық
ортаның және сынақ шарттарының, металдың сипаттамасы болуы керек.
Зерттелетін металл сипаттамасына оның химиялық құрамы, дайындалу тәсілі
(оның термоөңделу сипаты, деформация дәрежесі және тағы басқа), беткі
жағдайы (табиғи тотықты жабынның болуы және тағы басқа), шығу тегі
(зауыттық балқытылған металл, тәжірибелік балқыту және балқыту
технологиясы) жатады.
Коррозиялық ортаның сипаттамасы, құрамы туралы, ерітіндінің рН
мәні, қолданылатын реактивтердің мамандандырылуы, сондай-ақ зерттеу
шарттары, температуралық мәліметтер, газды атмосфера, ерітіндіні
араластыру жылдамдығы және т.б. мәліметтерден тұрады.
Белгілі бір жағдайларды металдардың коррозияға төзімділігі және
қорғаныс құралдарына сандық және сапалық баға беру үшін коррозиялық
төзімділікке арналған шкала бар [7]. Ең көп тарағаны және ұсынылатыны
ондық балды шкала (кесте 2.1) .
Кесте 2.1 - Металдардың ондық балды шкалалық коррозияға төзімділігі
(ГОСТ 15819-68)
Төзімділік тобы
Коррозия жылдамдығы, ммжыл
Балы
Өте жоғары төзімді
0,001- ден төмен
1
Жоғары төзімді
0,001 - 0,005
2
0,005 -0,01
5
Төзімді
0,01 - 0,05
5
0,05 - 0,1
5
Төмендетілген төзімді
0,1 - 0,5
6
0,5 - 1,0
7
Нашар төзімді
1,0 - 5,0
8
5,0 - 10,0
9
Төзімді емес
10- нан жоғары
10
Металдың коррозия жылдамдығының
он балдық шкаламен
сипатталатын коррозияның тереңдік көрсеткіші, өлшемсіз немесе масса
шығынының қайта есептеуімен болатын, біркелкі коррозиямен өлшенеді.
Берілген ортада коррозия жылдамдығының мәнімен түрлі металдарды
салыстыруға болады,егер тек коррозияның кинетика қисығыұқсас
сипаттамаға ие болса.
1 - уақыт бойынша коррозия жылдамдығының төмендеуі;
2 - уақыт бойынша коррозияның тұрақты жылдамдығы;
3 - уақыт бойынша коррозия жылдамдығының баяу жоғарылауы.
Сурет 2.4 - Металдың коррозиялану кинетикасы
Әр түрлі кинетикалық қисық сипаттамалары бар, металдың орташа
жылдамдығын салыстырсақ, сынақ уақытында t 1 , 3-ші металл ең төзімді,ал
төменірек төзімдісі 1,ал одан көбірек ұзақтықтағы сынақта керісінше, ең
төзімді металл 1, ең азы 3-ші металл. Сондықтан металдың коррозиялық
төзімділігін сенімді сипаттау үшін, коррозия жылдамдығының жеке мәндерін
емес, құбылыстың кинетикасының қисығы, яғни коррозия қисығы - уақыт,
болғаны дұрыс.
ІІІ ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
3.1 Коррозиялық зерттеулер
Коррозиялық зерттеулер
- материалдың белгілі бір коррозиялық
шартта, оның шыдамдылығына тексеретін сынақтар қатары. Оларды келесі
жолмен көрсетуге болады:
- коррозия құбылысы өтетін тетікті орнату (электрохимиялық коррозия,
химиялық немесе аралас);
- электрохимиялық (деполяризаторлар: H2SO3-, O2, H+· H2O) немесе
химиялық (су буы, оттегі, көміртегі газы) коррозия құбылысын тудыратын
қоршаған ортаның белсенді құраушысын анықтау.
- коррозия құбылысына бақылау орнату (егер химиялық коррозия -
аралас, кинетикалық немесе диффузиялық; электрохимиялық бұзылу кезінде
- оттегі диффузиясының негізгі рөлінде катодты);
-
коррозия құбылыстарының өтуіне және металлдардың,
қорытпалардың коррозияға төзімділігіне әсер ететін ішкі және сыртқы
факторларды анықтау (құрылымы, коррозиялық орта мен металдың құрамы,
сыртқы температурасы, қысымы, ішкі кернеуі);
-осы қолдану шарттарында, ең жоғарғы коррозиялық тәуелділікпен
ерекшеленетін қорытпа немесе металды таңдау (оған қоса оның бағасын,
беріктік сипаттамаларын және тағы басқасын ескеру қажет);
-металдардың коррозиядан қорғаныс тиімділігін анықтау (қорғаныс
қабаттарының, ингибирлегіш қоспалардың тиімділігінің, электрохимиялық
қорғаныс орнықтылығы);
-бір коррозиялық ортада әр түрлі металлдардың орнықтылығын
салыстыру қорытпалар мен металдарға қатысты ортаның коррозиялық
белсенділігін анықтау;
-
шығарылатын металдарға сапалық бақылау жасау (өнімнің
коррозиялық орнықтылығын тексеру).
Коррозиялық құбылыстарды зерттеудің барлық тәсілдері үш топқа
жіктеледі:
- зертханалық зерттеулер (түрлі металдар мен қорытпалардың әр түрлі
шарттарын ұқсататын зертханаларда өтетін сынақтар);
-пайдалану зерттеулері (агрегаттар және әртүрлі қондырғыларды және
машиналарды зерттеу, алдағы зерттеу шарттарындағы қорғаныс құралдары);
- зертханадан тыс зеттеулер (үлгілерді пайдаланатын табиғи шарттарда
сынау, мысалы, теңізде, ауада және т.с.с.).
Зерханада және зертханадан тыс зерттеулердің нысаны ретінде металл үлгіні
алады. Зерттеу шарттары әр түрлі болады.
Пайдалану және зертханадан тыс сынақтарда, коррозиялық орта бірдей,
бірақ бірінші жағдайда сыналатын зат ретінде үлгі емес дайын өнім, жабын,
агрегат түрінде қолданылады.
Көбінесе жоғарыдағы үш зерттеуді келесі ретпен өткізеді:
зертханалық, зертханадан тыс, пайдаланылатын. Бұл әр тәсілдің өз
ерекшеліктері бар ал бірге жүргізсе қандай да бір дәрежеде бірін-бірі
толықтырады.
Сонымен қатар, коррозиялық зерттеулерді тағы екі топқа бөледі:
- үдетілген зерттеулер;
- баяулатылған зерттеулер.
Үдетілген коррозиялық зерттеулерді жасанды жасалған жағдайларда
өткізеді. Осы кезде барлық коррозиялық құбылыстар үдейді, бірақ өту
сипаты өзгермейді. Әдетте, үдеу әсеріне бақыланатын құбылыстардың
жүруінің жеңілдеуі кезінде жетеді.
Баяулатылған коррозиялық зерттеулердің жасанды пайдаланудан өту
уақыты бойынша айырмашылығы болмайды.
Көбінесе екі коррозиялық зерттеуді де өткізеді, себебі бірін-бірі
толықтырады, бірақ кейде баяулатылған зерттеулерсіз де өткізеді.
Коррозияның тереңдігін бағалау сандық және сапалық тәсілдермен
жүргізіледі.
3.2 Коррозияны зерттеудің сапалық тәсілдері:
3.2.1 Сыртқы түрін бағалау
Үлгінің сыртқы түрі бойынша коррозияны анықтау, ең қарапайым және
оған қоса ең нашар тәсіл болып саналады. Бірақ дұрыс өткізілген бақылаулар
кезінде бұл тәсіл бағалы сапалы және нашар сандық мәліметтер бере алады.
Кез келген сынақ кезінде үлгінің сынаққа дейінгі күйін дұрыстап тіркеу
қажет. Бетіндегі барлық белгілер, мысалы, сырылған жері, үлдірі және т.б.
тәжірибе протоколында жазылуы қажет. Бақылау ұзақтығы коррозияның
жылдамдығына тәуелді белгілі бір уақыт аралығында жүргізіледі.
Олар төмендегідей есеппен таңдалуы қажет:
а) коррозия өнімдерінің көрінген уақытын тіркеу
б) екі бақылау арасындағы өзгеріс жеткілікті болуы қажет. Егер бақылаудағы
үлгіні сұйықтықтан алу керек болса (сынақ табиғи жағдайда өтсе, мысалы
теңіз суында) онда аралықты ұзағырақ етіп алу керек, себебі мұндай әрбір
бақылау коррозия құбылысының табиғи жолының бұзылуына алып келеді.
Мұндай жағдайда бастапқы кезеңде бақылауды жиірек жүргізіп, одан соң
уақыт өте аралықты ұзартып отыру керек [8].
Бақылау нәтижесіне жатады:
1. Сыртқы келбетінің өзгеруі, мысалы, металдың қараюы, дақтардың пайда
болуы (түсі), жылтыр түске боялуы, күңгірт болуы және тіркеу.
2. Коррозия өнімдерінің пайда болуын, олардың сипаттамасын және
таралуын тіркеу. Бәрінен бұрын коррозия өнімдерінің түсі белгіленеді,
мысалы: ақ қоңыр, одан соң сипаттамасы, мысалы: жарғақша, жұқа жабын
қабаты,одан бөлек мүмкін болса металл бетіне өнімдердің жабысу беріктігін
және тығыздығын белгілейді: оңай алынады, жай қысқанда алынбайды.
Үлгілердің сыртқы келбетін көзбен бағалау коррозиялық сынақ пен
зерттеу кезінде, көмекші бағалау құралы және коррозияны сипаттау кезінде
қолданылады.
3.2.2 Ерітіндінің өзгерістерін көзбен бағалау
Бұл сапалық бағалау әдісі электролит мөлшері шектелген кезде
зертханалық жағдайларда қолданылады. Егер металл ерітіндіге түгелдей
немесе әр түсті ионның бөлігі ретіне өтсе, онда ерітіндінің түсінің өзгеруі
коррозияның дөрекі сапалық өлшемі рөлін атқарады.
Мысалы, мыстың түрлі электролиттағы коррозиясы кезінде
ерітіндінің көгеруі мыстың Сu2+ ионы түріндегі ерітіндіге өтуін көрсетеді.
Егер коррозия нәтижесінде үлгінің бетінде нашар ұсталатын ерімейтін
коррозия өнімдері пайда болса және көп бөлігі түтіктің түбіне қабыршақ
түрінде тұнса, онда тұнба мөлшері коррозия құбылысының дөрекі өлшемі
болып саналады. Темір, мыс, алюминий қорытпаларын бейтарап
электролитке салғанда (мысалы, теңіз суына)
коррозияның тұнған
өнімдерінің таушығы коррозия дәрежесін дөрекі сипаттайды.
3.2.3 Микроскопиялық зерттеу
Микроскопиялық зерттеуді коррозиялық сынақтан кейін және сынақ
уақытында өткізуге болады. Микроскопиялық зерттеу ең алдымен жергілікті
және таңдаулы коррозия сипаттамасын, кристаларалық коррозияны,
кристаларалық және кристалішілік коррозиялық сыну және жемірілуін
дәлірек зерттеуге мүмкіндік береді. Уақыт бойынша коррозия құбылыстарын
микроскопиялық бақылау коррозиялық бұзылудың даму сипаттамасын және
басталу туралы бағалы мәліметтер алуға мүмкіндік береді. Коррозия
құбылысы шлиф түрінде немесе басқа тәсілмен дайындалған үлгінің бетін
микроскоппен бақылау үшін, жұмыстың беті микроскоптың нысанына қарап
тұратындай етіп шомылғыға салады. Одан соң оны фокусқа келтіріп алдын
ала өлшенген коррозиялық ортаға құйып бақылауды бастайды [9].
3.2.4 Индикаторлық тәсіл
Бұл тәсіл белгілі бір реактивердің көмегімен корозияланатын металл
бетіндегі боялған қосылыстардың пайда болуы және ол реактивтердің
коррозия өнімдерімен әсерлесуіне негізделген.
Бұл тәсіл айқын гетерогенді коррозияда металдың басқа металдармен
жанасуы кезінде, мысалы, металлдың дөрекі біртекті емес және бірқалыпты
емес деформациясы, яғни анодты және катодты аумақтардың нақты шектелуі
кезінде қолданылуы мүмкін.
Бейтарап сулы ерітінділердегі темір қорытпаларының коррозиясын
электролитқа қызыл қанды тұз K 3 [Fe(CN) 6 ] және фенолфталеин қосып
бақылауға болады. Егер металл бұйымында немесе үлгіде белгілі себеппен
біркелкі емес коррозия жүріп жатса, онда катодты және анодты аумақтар
бөлініп және ол жерде әр түрлі боялу пайда болады. Егер темір немесе болат
тақташаны майыстырып және оны суға салса, майысқан жерінде анодтық
құбылыс байқалады, ал оның айналасындағы суға қызыл қанды ерітінді
қосқан соң иілген жерінде екі валентті темір ионы бар екенін көрсететін
металл көк түске боялады:
5Fe + 2 [Fe(CN) 6 ] - -- Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2
Оттегінің біркелкі емес концентрациясы кезінде сулы ерітіндідетүсті
индикатордың көмегімен анықтауға болатын металдың біркелкі емес
бұзылуына алып келетін анодтық және катодтық аумақшалар да пайда
болады, мысал ретінде, тамшы қимасының бірдей емес қалыңдығына
байланысты біркелкі емес ерігіштік, осыған орай әр аумақтағы оттегінің тегіс
емес концентрациясы пайда болатын тамшы астында болат тақташаға
коррозия жүргізуге болады.
Жоғарылатылған отттегі концентрациясы бақыланатын тамшы
жиектерінде катодты реакция дамиды:
1
2
O 2 + H 2 O + 2e --2ОH
Тамшының ортасында анодтық реакция дамиды:
Fe -2е -- Fe2+
Бұл, егер тамшыға (тақташаға жаққаннан соң 20-50 минут) пипеткамен
фенолфталеинның аз ғана тамшысын қоссақ, анығырақ байқалады. Осы кезде
су тамшысының құрсауы, ОН иондарының жоғары концентрациясын
көрсететін, таңқурай түсіне боялады. Егер оған тағы қызыл қанды тұзды
қоссақ, Fe2+ иондарының бар екенін көрсететін тамшының ортасы көк түске
боялады. Сонымен қатар бұл тәсіл осы немесе басқа тәсілмен алынған
енжарлы тақташаның жасанды тұтас жабынын тексеру кезінде қолданылады.
Ол үшін бұйымның бетін түсті индикаторы бар ерітінділермен сулайды
немесе осы ерітіндіге суланған сүзгі қағазбен жабады, одан соң боялған
нүктелердің пайда болуын күтеді. Темір қорытпалары үшін ерітінді
құрамына әрқашан хлорлы натрий (С1 ) немесе тұзды қышқылдың аз
мөлшері қосылған қызыл қанды тұзды қосады. Егер жабынның кеуектері
болса, 5-5 минуттан кейін көк нүктелер пайда болады. Алюминийдің тұтас
енжарлы қабыршағын тексеру үшін ерітінді құрамына тұз қышқылы бар
калий бихроматын (K 2 Cr 2 O7) қосады. Егер қабыршақ кеуекті болса 2-5
минуттан соң ерітінді түсі сарыдан жасылға дейін өзгереді. Бұл алюминийдің
тотығып және хромның үш валентті ионға қалпына келу реакциясын
көрсетеді:
2А1 + Сr 2 O 72 + 15Н+ -- 2А1 3 + 2Сr 3 + 7Н 2 O
3.5 Коррозия индикаторын орнату
Жылуэнергетикалық жүйелердің істен шығуы және аппаттық
жағдайлардың орын алуы көп жағдайда коррозиялық процестердің
бақылаусыз қалуынан туындайды.Осы себептен энергетикалық
қондырғылардың ішкі коррозиясына бақылау жүргізу қазіргі уақытта
маңызды мәселелердің бірі болып отыр [10].
Энергетикалық қондырғылардың коррозиялық күйін бақылаудың әр
түрлі жолдары белгілі.
Коррозия индикаторлары жылулық желі суының коррозиялық агрессивтілігін
және жылулық желі құбырларынның ішкі коррозиясына
әсерін бағалау үшін қолданылады.
Судың коррозиялық агрессивтілігі индикатор салмагының азаюымен
анықталады. Судың агрессивтілігіне әсер ететін негізгі
көрсеткіштергесульфат-иондарының,хл ордың
концентрациялары, рН
көрсеткіші, бос көмір қышқылы және оттек жатады.
Сулы жылулық желілерде ішкі коррозияға жүйелік бақылау
ұйымдастырылуы тиіс.
Индикатор ретінде қалыңдығы 2-3 мм, сыртқы диаметрі 50-60 мм, ортасында
12 мм саңлауы бар болаттың дөңгелек тілігін қолданады.
Индикаторларды дайындау үшін болаттың тек шектеулі ГОСТ 380 бойынша
ВСт3сп және ГОСТ 1050 бойынша болат 10, 20 маркалары қолданылады.
Коррозия индикаторы бір жағынан құбырлардың қандай материалдан жасалу
керектігін көрсететін үлгі болып табылады.
Магистральді аймақтың коррозия жылдамдығын бақылау кезінде көп
жағдайда магистральді желіден шағын аудандарға шығатын құбырлардың
коррозия жылдамдығы белгісіз болып қалуда. Сол үшін шағын ауданнан
магистралді желіге кірер жердегі қайтатын құбырларға қосымша
индикаторлар қосу ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
В соответствии с заданием Изучение процесс коррозии в трубопроводах
ТЭЦ в данной дипломной работе определилось влияние игнибиторов на
скорость коррозии.
В экономической части дипломной работы выполнено экономическое
обоснование применения реагентов целью оптимизации водно- химических
режимов.
В разделе безопасности жизнедеятельности выполнены расчеты выбросы
на атмосферу и определилось защитаная зона.
Аңдатпа
"ЖЭС-ң құбырларындағы коррозия процестерін зерттеу" тапсырмасына
сәйкес бұл дипломдық жұмыста ИОМС және фосфонат ингибиторларының
коррозия
жылдамдығына әсері анықталып, ГОСТ 9.502-82
және ГОСТ
9.514-99 бойынша есептеулер жүргізілді.
Дипломдық жобаның экономикалық бөлімінде 1 - ЖЭО-ң су- химиялық
режимін оңтайландыру мақсатында ИОМС және фосфонат реагенттерін
қолданудың экономикалық тиімділігі есептелінді.
Өміртіршілік қауіпсіздігі тарауында 1 - ЖЭО-нан шығарылатын зиянды
заттардың атмосфераға таралуы есептеліп қорғаныс зонасы анықталды.
Abstract
In accordance with a task " Study process of corrosion in the pipelines of ТЭЦ "
in this diploma work influence of reagents was determined on speed of corrosion.
The economic ground of application of reagents the aim of optimization of
water - of the chemical modes is executed in economic part of diploma work.
In the division of safety of vital functions calculations are executed extrass on an
atmosphere and determined zone defence.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
I ТАРАУ. АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ 1 - ЖЫЛУЭЛЕКТР
ОРТАЛЫҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1.
1.2.
1.3.
ЖЭО-ң қысқаша
тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қазандық
цехы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Химиялық су тазалау
цехы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
II ТАРАУ. МЕТАЛДАР
КОРРОЗИЯСЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Ішкі және сыртқы факторлардың коррозияға әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2. Еріген оттегінің коррозия жылдамдығына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3. Коррозия жылдамдығына орта рН -ның әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Еріген көмірқышқыл концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4.1 Температураның коррозия жылдамдығына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.5 Кальций және магнийлі қақ түзілуді алдын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.6 Коррозия көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ІІІ ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... .
3.1 Коррозиялық зерттеулер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Коррозияны зерттеудің сапалық тәсілдері:
3.2.1 Cыртқы түрін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.2.2 Ерітіндінің өзгерістерін көзбен бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2.3 Микроскопиялық зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2.4 Индикаторлық тәсіл ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2.5 Коррозия индикаторын орнату ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
IV ТАРАУ. ЖЫЛУЛЫҚ ЖЕЛІ ҚҰБЫРЛАРЫНЫҢ ІШКІ
КОРРОЗИЯСЫ
4.1 Ішкі коррозия жылдамдағын бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Ішкі коррозиямен зақымдалған жылулық желі құбырларынның
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.3 Ішкі коррозияның қауіпті белгілері және оларды анықтау тәсілдеріне
қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
V ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ИНГИБИТОРЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5 .1 Коррозияны ингибирлеу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.2 Ингибиторлардың жұмыс істеу механизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.3 Ингибиторларды мөлшерлеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
VI ТАРАУ. МЕТАЛДАР КОРРОЗИЯСЫНА ИОМС ЖӘНЕ ФОСФОНАТ
ИНГИБИТОРЛАРЫНЫҢ ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ
6 .1 Гравиметрлік тәсіл ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.2 Зерттеудің орындалу тәртібі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6.2.1 Зерттеудің нәтижелерін өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6 .3 Электрохимиялық әдіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6.3.1 Зерттеу нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
VII ТАРАУ. ӨМІР ТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІГІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.1.Қоршаған ортаға әсерін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.2. Ауадағы зиянды қалдықтардың таралуын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7.3. Санитарлы қорғаныс зонасын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
VIII ТАРАУ. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8.1 Қоректік және қазандық суды коррекциялық өңдеу үшін қақ түзілуі және
коррозия ингибиторы Фосфонатты қолданудың тиімділігін анықтау ... ... ... ... .
8.2 Фосфонатты қолданған кездегі шығындарды анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ҚОСЫМША 1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
КІРІСПЕ
Қазіргі заманғы жылу электр стансалары күрделі техникалық кешен
болып табылады. Өнеркәсіптің қарқынды дамуы, өндірістік процестердің
жылдам ұлғаюы, жаңа технологиялық параметрлердің жоғарылауы - осының
барлығы энергетикалық қондырғыларды жетілдірудің жаңа талаптарын
қажет етуде. Қондырғылардың үздіксіз жұмыс істеуі үшін жүргізілетін
шаралардың негізгісі - оларды коррозиядан сақтау және соған байланысты
сапалы, берік химиялық материалдарды қолдану. Осылайша коррозиядан
тиген шығынның көлемін азайту, қондырғылардың тиімділігін, жұмыс істеу
мерзімін арттыру.
Коррозия және қақ түзілумен күрес су дайындау процесіндегі
реттелетін негізгі талап, себебі жылуалмастырғыш қондырғыларының
бетінің минералды тұздардың шөгінділерімен және коррозия өнімдерімен
ластануы қондырғылардың жұмыс тиімділігінің төменденуіне және қатардан
шығуына алып келеді. Жылуалмастырғыш қондырғылардың жұмысы
кезіндегі негізгі факторы су-химиялық режимді ұйымдастыру болып
табылады. Құрамдас материалдардың коррозиясы мен шөгінділердің түзілуін
мүмкіндігінше төмендететін реагенттердің технологиялық параметрлерін
және мөлшерін анықтау. Қазіргі таңда жылу жүйесінің қоректік суын
коррекциялық өңдеу мақсатында комплекс түзуші қосылыстар, әсіресе
фосфанаттар кеңінен қолданылады.
Дипломдық жобада гравиметриялық және электрохимиялық әдістермен
ЖЭС-ң құбырларындағы коррозиялану процесіне ИОМС және фосфонат
ингибиторларының әсері зерттелді.
I ТАРАУ. АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ 1 - ЖЫЛУЭЛЕКТР
ОРТАЛЫҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
1.1.ЖЭО.ң қысқаша тарихы
1-Жылу электр орталығы
(1-ЖЭО) Алматы қаласының ең үлкен
аумағындағы орталықтандырылған жылумен қамдауға кіреді және қаланың
орталығындағы тұтынушыларды жылумен қамтамасыз етеді. 01.01.98 жылғы
күйіне байланысты 1-ЖЭО-ның қуаты кестеде көрсетілген.
Кесте 1.1 - Алматы қаласы 1-ЖЭО-ның қуаты
ЖЭО-ның ыстық судағы жылулық жүктемесі 887 Гкалсағ, сонымен қоса
ыстық сумен қамдау - 136 Гкалсағ; 102176 тсағ - сыртқы тұтынушыларға
1,6 МПа бу шығыны.
1-ЖЭО-ның негізгі қондырғыларының құрамы және оның сипаттамасы
төменде көрсетілген:
- Р-2590-18
типті ст. №8
шығырлы агрегат
1960
жылы
орналастырылған. 1996 жылы шығырдың қақпақшасы, цилиндрі мен
айналғысы ауыстырылды.
- Су қыздырғыш қазандар мазут пен газда жұмыс істейді. Қазандардың
жұмыстық жылу өндірулігі: мазутпен жұмыс істегенде - 75 Гкалсағ, газбен
жұмыс істегенде - 100 Гкалсағ.
ЖЭО-ның жұмыс режимі - бір жылдағы жылулық график бойынша.
Жылулық желінің температуралық графигі 15070°С. Ыстық сумен қамдау
жүйесі - ашық [1].
1-ЖЭО-ғы 1935 жылы істей бастады. Стансаның дамуы бірнеше ретте
жүзеге асты. Басты корпуста орташа қысымды негізгі қондырғы
орналастырылды, кеңейгеннен кейін - жоғары қысымды.
Қазіргі кезде бастапқы екі реттің қондырғылары, яғни №1-6 қазандар,
№1-7 шығырлар, өндірілген қор бөлшектелген. №1-6 қазандары орналасқанАтауы
Электрлік, МВт
Жылулық,
Гкалсағ
Қазан өндірулігі,
тсағ
Орнатылған
145
1256
1035
Қазіргі кездегі
(қыстажазда)
11048
913,2
941
қазандық цехының ғимараты бұзылған. Машиналық зал ғимараты жөндеу
мақсатында және қор сақтайтын жер ретінде қолданылады.
Сөйтіп, орташа қысымды бір ст. №7 қазан, жоғары қысымда алты ст.
№8-13 қазан және ст. №8-10 шығырлар пайдалануда.
Бөлшектелген №7шығыр шықтағышы №8-10 шығыр
майсуытушысының суытушы суы үшін жылуалмастырғыш ретінде
қолданылады.
№1-7 су қыздырғыш қазандар бөлек су қыздырғыш қазандық
ғимаратында орналасады.
ЖЭО-ның жылулық және электрлік қуатының шектелуі мынаған
байланысты:
- Атмосфераға зиянды заттар шығарылуын төмендету талабына
байланысты бу және су қыздырғыш қазандар өндірулігінің еріксіз
шектелуі;
- Су қыздырғыш қазандарда мазутты жаққанда өндірулігінің шектелуі;
- Шығырды будың номиналды шығынымен қамдауға бу қазандар
өндірулігінің жетіспеуі.
1932 жылы ЖЭО-ы орналасқан алаң қала шетінде орналасқан. Қазіргі кезде
станция қаланың ортасында қалып қойды және оны пайдалану қаланың
экологиялық жағдайына күрделі әсерін тигізеді. Ең негізі қиындықтарды
амтосфералық ауаны ластау, күл-қож қалдықтарды тастау, өндірістік
қалдықтарды төгу тудырады [2].
1-ЖЭО-да үш түрлі отын қолданылады: табиғи газ, мазут және Қарағанды
көмірінің энергетикалық концентраты. Энергетикалық қазандарда көмір, ал
су қыздырғыш қазандарда мазут жағылады. Күзгі-көктемгі маусымда су
қыздырғыш қазандарда және жазғы маусымда энергетикалық қазандарда
газдың маусымды қалдығы жағылады. Бу, қоректік су, шық бойынша
1-ЖЭО-ның жылулық сұлбасы - көлденең байланыстармен.
Циклдағы шығынды химиялық тұзсыздандырылған су арқылы толықтырады.
Қазандар мен жылулық желілерді қоректендіру үшін бастапқы су ретінде
Талғар су ағарының суы алынады. Ауыз сулық сапалы өңделмеген су
диаметрі 1000 мм екі су ағары арқылы келеді және сорғылар арқылы №7,9,10
шығыр шықтағыштарын суытуға жіберіледі. Қыздырылған өңделмеген су
химиялық су тазартуға жіберіледі.
Химиялық су тазартудан кейін қазандардың қоректік суы атмосфералық
деаэраторға барады және суды айдайтын сорғылармен №9,10 шығырлардың
регенерация жүйесіне жіберіледі. Қоректік суды жоғары қысымдағы
шығырдың қыздырғыштарында қыздырады.
Жылулық желінің қоректік су деаэрациясы вакуумды деаэраторда іске асады.
Жылулық желінің қоректік су қоры 2х5000 мЗ аккумуляторлық күбіде
сақталады.
Желілік суды сәйкесінше негізгі және шындық қыздырғыштарда және су
қыздырғыш қазандарда қыздырады.Желілік суды беру сұлбасы- екі сатылы.
Екінші көтерілістегі желілік сорғылар су қыздырғыш қазандардың алдында
орнатылған.
ЖЭО-нан ыстық су түрінде жылуды беру алты екіқұбырлы магистрал
арқылы іске асады.
Технологиялық мұқтажына қажетті 1,3 МПа буды өнеркәсіптік ст. №9,10
шығырдың өнеркәсіптік алымынан төрт буқұбыры, ст. №8 шығырының
қарсы қысымы және ст. №7 бу қазанынан қысым және ыстықтықты шегіргіш
қондырғы арқылы (РОУ) алады.
Күл-қож шығару жүйесі - гидравликалық.
Энергетикалық қазандардан шығатын түтін газдары биіктігі 80 м және ернеу
диаметрі 4,3 м екі түтін құбыры арқылы және биіктігі 45 м бір металдық
құбыр арқылы шығарылады. Амосфераға түтін газдарын шығару алдында,
олар ылғалды күлұстағышта күлден тазартылады. Су қыздырғыш
қазандардан шыққан түтін газдары биіктігі 80 м және ернеу диаметрі 4,3 м
екі түтін құбыры арқылы шығарылады.
Қазіргі басты корпус 50 жылдардын соңында, 60 және 70 жылдардыңбасында
станцияны кеңейткенде салынды.
1.2 Қазандық цех
Отын-транспортты цехтан кейін отын қазандық цехіне түсіп, сонда
жағылады. 1-ЖЭО-ның қазандықцехінде БКЗ-160-100 бу қазандары
орналасқан. Олар тек электр энергиясын өндіру кезінде ғана жұмыс істейді.
Аталған қазандардан басқа қазандық цехта№1-7 ПТВМ-100 су қыздырғыш
қазандар орнатылған. Олар 1500С температурада жұмыс істейді және 80 Гкал
жүктемесі бар.
Су қыздырғыш қазандар:№ 1-7ПТВМ-100 қазандары ЖЭО-да қызу бетінің
жұмыс сенімділігін жоғарлату және өндірулік жылуын номиналдыға дейін
көтеру үшін орналастырылған. СКБ ВТИ жасаған проект бойынша қайта
құрудан өткен. Осыған байланысты алдынғы және артқы экрандар,
оттықтардың орналасуы, ағындық бөлігі зауыттық құрылмасынан
айырмашылықтары болады. 1. Жылуөндірулік (Гкалч) - 100;
2. Ошақ құтысының көлемі (м*3) - 275,3;
3. Ағындық бөліктің беті (м*2) - 2743;
4. Қазан өлшемдері (мм):
Ені - 6900;
Тереңдігі - 6900;
Биіктігі - 14450;
5. Экранды құбыр диметрі (мм) - 60*3;
6. Құбырлардың арақашықтығы (мм) - 64;
7. Ағындық бөлік құбырының диаметрі (мм) - 38*3;
8. Адым көлденең (мм) - 110 ;
бойлық (мм) - 60;
9. Су көлемі (м*3) - 30;
10. Судың номиналды шығыны:
Екі қадамдық сұлбада (м*3ч)
- 2400;
11. Судың минималды шығыны (м*3ч) - 1500;
12.t=1500Стемпературадағықалыптыжүк теме 80 Гкал.
Буқазандары: № 8-13-БКЗ-160-100 - Бийск қазандықзауыттажасалған.
Қазанныңқуаты
-
160тсағ, жұмыстыққысымы
- 100
атм,
0
кезде жұмыс істейді [3].
1.3 Химиялық су тазалау
Жылулық желі мен қазандарды қоректендіретін химиялық су
тазалаудың және барлық ЖЭО-ын сумен қамдау көзі Талғар ағырының суы
болып келеді. Бастапқы судың сапасы, соңғы жылдағы талдау нәтижесінде,
тұрақты екенін көрсетеді.
Ыстық сумен қамдаудың ашық сұлбасы үшін өндірулігі 4500 м3сағ
болатынжылулық желіні қоректендіретін қазіргі химиялық су тазалау
келесідей сұлбамен жобаланған:
- Су қыздырғыш қазандар жұмыс істегенде - күкірт қышқылымен
қышқылдату, декарбонизация, 100% натрий - катиониттеу;
- Су қыздырғыш қазандар қосылмаған кезде - күкірт қышқылымен
қышқылдату, декарбонизация, буферлі сүзгілер. Буферлі сүзгі ретінде
натрий-катионитті сүзгісі қолданылады.
1992 жылдан бері жылулық желілердің қоректік суын өңдеу жобаланбаған
сұлба бойынша комплексондармен тұрақтандыру (ИОМС)арқылы жүзеге
асады. ИОМС-ты мөлшерлеу үшін қышқылдататын түйін қолданады.
Натрий-катионитті қондырғы қорда қалады.жұмыстықтемпературасы- 540 С. Бұл қазандар электр энергиясын өндірген
Бу қазандарын қоректендіретін химиялық су тазалау келесідей
сұлбамен жұмыс істейді: екі сатылы катиондау, декарбонизация, күшті
негізді аниониттегі бір сатылы аниондау. Қондырғының жобалық өндірулігі
330 тсағ.
1997 жылғы станцияның мәліметтері бойынша, қазіргі кезде қондырғының
орташа жылдық өндірулігі жылулық желіні қоректендіру үшін 2390 м3сағ
аспайды, ал қазандарды қоректендіру үшін 119,1 тсағ шамасында.
Қазіргі кезде, шығыр цехінен кезеңді түсетін шықтар натрий-
катионитті сүзгіде өңделеді, содан кейін декарбонизатор суының күбісіне
барып, ары қарай жартылай тұзсыздалған су қоспасымен бірге аниондалады.
Натрий-катионитті сүзгілердің өндірулігі 160 тсағ.
1-ЖЭО-ның мөлдірленген су қайтатын және оны қайта қолдануға болатын
тұйық сұлба ретінде жасалған. Шектеулі судың көлемін көп рет қолдану
нәтижесінде судың минералдануы өседі. Бұл, өз кезегінде, күл мен қожды
гидравликалық жою жүйесінің қондырғысын аз еритін тұздар мен коррозия
шөгінділерімен ластайды. Құбырдың ішкі бетіндегі тұз шөгіндісі су қорының
көп шығындалуына әкеледі және қондырғының жұмыс істеу тиімділігін тез
төмендетеді [4].
II ТАРАУ. МЕТАЛДАР КОРРОЗИЯСЫ
2.1 Ішкі және сыртқы факторлардың коррозияға әсері
Коррозияға әсер ететін ішкі факторларға: металдың күйі мен
қасиеттері, құрылымы, кернеуі және тағы басқа жатады. Сыртқы факторларға
құрамы, температурасы, қозғалу жылдамдығы және жылутасығыштың рН - ы,
жылулық жүктеме, шағылу жатады.
Көптеген факторлардың әсер ету себебі металл пассивтілігіне
байланысты. 2.1 - суретте металл пассивтілігін көрсететін
поляризация қисығы берілген. Металды ертіндіге батырғанда,
анодты
берілген
ортада теріс анодты потенциал A орнайды және бұл кезде электр тогы пайда
болмайды. Егер металл потенциалын жасанды жоғарылатса, ток тығыздығы
i жоғарылайтын (суреттегі l кесіндісі) анодты ток пайда болады. Мұндай ток
тығыздығының жоғарылауы металл потенциалының мәні Ô әрбір жеке
металға тиесілі шамаға жеткенге дейін байқалады. Металл потенциалының
жоғарылауы, оның ары қарай жоғарылауы кезінде тұрақтылығын
сақтайтын(2 кесінді) ток тығыздығының күрт төмендеуіне алып келеді ( iбаст -
дан imin - ға дейін). Металл потенциалының п р мәніне дейін жоғарылауы
кезінде ғана
жүйеде ток тығыздығының өсуі қайта байқалады (3 аумақ). Бірақ бұл
аумақта ерітіндіге 1 - ші аумақтағы сияқты екі валентті Fe 2 иондары емес
(егер металл темір болса), үш валентті Fe3 иондары түседі [5].
Сурет 2.1 - Анодты поляризация қисығы
Сипатталатын бұл құбылыс келесідей түсіндіріледі:
1) Ф потенциалдар аймағында металл белсенді күйде болады, осыған
орай потенциалдың жоғарылауы оның еруін тездетеді. Потенциалы Ф - ке
оксидті қабаттың пайда болуымен түсіндірілетін металлдың пассивтелуі
жүреді. Металдың пассивтелуі потенциалдың Ф - тен п р - ге дейін өзгеру
аумағында сақталады, одан соң қорғаныс қабатының бұзылуы жүреді.
Металл пассивтелуі жүретін Ф
потенциалы фляде-потенциал немесе
белсендіру потенциалы деп аталады, себебі потенциалдың Ф - тен төмен
мәнге дейін кемуі металдың пассивті күйден активті күйге өтуіне әкеледі. Ал
п р потенциалы бұзылу потенциалы деп аталады.
2) A Ф кезінде металл белсенді және оның пассивтілігі мүмкін емес;
3) ïð A пассивтілік белгілі бір шарттарда мүмкін.
2.2. Еріген оттегінің коррозия жылдамдығына әсері
Оттегінің коррозияға екі жақты әсер етуі сипатты. Бір жағынан , оттегі
металл бетіндегі қорғаныс қабатының қасиеттерін жақсарту нәтижесінде
коррозияны пассиватор сияқты төмендетеді, яғни қорғаныс қабаты жоқ
металл бетінің тотығуынан оның бетінде пассивтендіретін адсорбциялық
қабаттары пайда болады,
ал екінші жағынан ол активті деполяризатор
тәріздес катодты аумақтардың деполяризациясы нәтижесінде коррозияны
күшейтеді. Оттегінің концентрациясына, ерітінді құрамына, металл т үрі және
басқа да физика -химиялық көрсеткіштеріне байланысты оттегінің осы
әрекеттерінің біреуі орындалады. Ерітіндідегі оттегі концентрациясы
жоғарылағанда,
көміртекті және хромдалған болаттың коррозиясы
төмендейді де, одан соң жоғарылайды (сурет 2.2).
Берілген ортада пассивтелетін металдар және кеуекті қорғаныс қабаты
бар металдар үшін көбінесе жаралы немесе нүктелік коррозия сипатты.
Металдың тығыздалған аумақтары бар болса (жамайтын тігістер, біліктік
қосылыстар, қозғалу тетіктеріндегі саңылау),ерітіндіде оттегі
концентрациясы әр түрлі аумақтарда пайда болады.жеткен уақытта қалыңдығы металдың типіне (темір үшін - 20-100 А ; хромды
болат үшін - 10-20 A ) тәуелді болатын және оның бетіндегі біркелкі тығыз
Сурет 2.2 - Болаттың коррозия жылдамдығына оттегі концентрациясының
әсері
Оттегі көбірек жеткізілетін аумақтар катодтық, ал саңылаулар анодтық
болып табылады. Мұндай жағдайда саңылаулық коррозия байқалады.
Ашық жүйелерде коррозия жылдамдығы көбінесе оттегінің ауадан металл
бетіне диффузиялану жылдамдығымен анықталады. Сұйық ағынсыз жабық
жүйелерде оттектік деполяризация құбылысының жүруі, ерітіндідегі отте гі
қоры таусылғанша өтеді [6].
2.3. Коррозия жылдамдығына орта рН - ның әсері
Ерітіндідегі сутек иондарының концентрациясы, қорғаныс қабатының
қасиеті ортаның рН- на тәуелді болғандықтан, коррозия жылдамдығына әсер
ететін негізгі сыртқы факторлардың бірі болып табылады. Температура
жоғарылағанда,
сутектік деполяризация құбылысының ықтималдығы
жоғарылайды, яғни ортаның рН - ы жоғарылайды. Металдың коррозия
жылдамдығы мен ортаның рН - на тәуелділігі коррозия құбылысы кезінде
пайда болатын (оксидтер мен металл оксидтерінің гидраттары) қорғаныс
қабатының химиялық қасиеттеріне байланысты анықталады.
Металл қасиеттеріне байланысты оның бетінде пайда болады:
-
қышқылдар мен сілтілерде еритін амфотерлі типті қабаттар. Бұл
уақытта коррозия жылдамдығының ортаның рН - на тәуелділік қисығы
минимумға ие.
- никель, магний, кадмийге (Ni(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Cd(OH) 2 ) тиесілі негізгі
типті қабаттар. Мұндай қабаттар ОН - иондары артық мөлшерде болатын
сілтілі ортада төзімдірек болады. Сондықтан мұндай металдардың коррозия
жылдамдығы ортаның рН - ы жоғарылаған сайын төмендейді.
2.4 Еріген көмірқышқыл концентрациясының коррозия
жылдамдығына әсері
Көмірқышқылының жылутасығышта болуы ерітінді рН - ның
төмендеуіне әкеледі. СО2коррозия жылдамдығының өсуіне, ең алдымен
ортаның рН - ы төмендеуі нәтижесінде болатын сутектік деполяризацияның
күшеюіне және пайда болған қорғаныш қабат қасиеттерінің нашарлауына
әкеледі. Ерітіндіде оттегімен бірге бос көміртегінің болуы кезінде болаттың
коррозиясы бір уақытта оттектік және сутектік деполяризациямен өтуі
мүмкін.
Сурет 2.3 - Судағы көміртекті болаттың коррозия жылдамдығының
температураға тәуелділігі
2.4.1 Температураның коррозия жылдамдығына әсері
Температура жоғарылаған кезде металл - ерітінді теңескен шекарада
ығысу жүреді. Әдетте электролитте
температура жоғарылағанда
металдардың коррозия жылдамдығы өседі, осыдан сілтілік коррозия
ықтималдығы жоғарылайды. Сурет 2.3 көміртекті болаттың коррозия
жылдамдығының температураға тәуелділігі көрсетілген. Егер құбылыс
көбінесе оттектік деполяризациямен ашық жүйеде өтсе, судағы оттегінің
ерігіштігі төмендейді және оның металдың катодтық аумақтарында өту
мүмкіндігі төмендегендіктен, температураның жоғарылауы коррозия
жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Ал жабық жүйеде жоғары температурада
металдың коррозия жылдамдығы керісінше жоғарылайды ( суретте 2.3 - 1-
ші сызық). Үлкен рөлді температура өзгерген кездегі қорғаныш қабат
қасиеттерінің өзгеруі атқарады.
2.5 Кальций және магнийлі қақ түзілудің алдын алу
Қазанның жұмыстық параметрлеріне байланысты қазандық суды
коррекциялық өңдеу кезінде, кальций және магнийлі қақ түзілуді алдын алу
үшін Na 2 CO 3 және Na 3 PO 4 - ті қолдануға болады. Ю.М.Кострикин ойлап
тапқан заң қазанішілік суды өңдеу теориясы қаныққан ерітіндідегі нашар
еритін қоспалардың әрекеттесуіне негізделген.
Егер бу қазанының қоректік суында Ca 2 , CO 32 , SO 24
иондары
кездессе , онда CO 32 иондарының концентрациясын қазандық суда CaCO 3
түзілетіндей және қақ түзетін CaSO 4 - ті қанығу күйіне жеткізбейтіндей етіп
алады.
Қазандық судағы жоғарыда айтылған иондардың өтпелі
2 2 2
3 4
жазуға болады:
3 3
С SO4 = nC SO4 ,
2 2 2
(2.5.1) ;
(2.5.2) ;
мұндағы С CO3 , С Са
2
- қоректік судағы
CO 32 және
Ca 2 иондарының
концентрациясы; n - қазандық судағы буландыру дәрежесі.
Қазандық су CaCO 3 -ке қатысты қаныққан ерітіндіні көрсетеді, егер
2 2
3
(2.5.3);
яғни
2 2
3
(2.5.4);
немесе
С Са 2 =
(С
п.в п.в
CaCO3
CO3 - Ca 2
)n
(2.5.5);
(3) - (4) теңдеулерде, қақ түзуші иондардың судағы концентрациясы
төмен болғандықтан иондардың белсенділігі концентрацияға ауыстырылған.
Қазандық су CaSO 4 - ке қатысты қаныққан ерітінді болмауы үшін
келесі шарт орындалуы қажет
2 2
4
(2.5.6);
немесе
ЕК CaSO4
C SO4 ЕК СаСО
п.в
СОі
(2.5.7);
осыдан
С CO3 =
4
C SO4 + С Са
2
(2.5.8);
Осылай қоректік немесе қазандық суға Na 2 CO 3 -ті дозалау арқылы CO 32
иондарының концентрациясын тауып, қазандағы CaSO 4 шөгінділерінің
түзілуін жою үшін Na 2 CO 3 - ті тек 285 C температурасында дозалау тиімді,
себебі жоғары температурада оның НСО 3 ионындарын түзетін гидролизкоцентрацияларын С CO.к в , С Са.к в , С кSO.в деп белгілеп келесі байланысты
С CO.к в = (С CO.п в - С Са.п в )n
к.в п.в2 2
п.в п.в2
ЕК CaSO = С Са.к в С CO.к в
4
С Са.к в = ЕК CaCO С CO.к в
3
ЕК
- С
к.в
2
ЕК CaSO С Са.к в С кSO.в
4
ССа.п в
С
п.в2 і
п.в 2
п.в п.в2
процесі жүреді. Сондықтан қазандық суды өңдеудің бұл тәсілі қысымы 7,0
МПа- дан төмен қазандар үшін қолданылады. Аналогты түрде натрий
фосфатының да қақ түзілу процесіне әсері түсіндірілуі мүмкін. Қазандық
суда РО 34 иондары артық мөлшерде болса, құрамында фосфаты бар нашар
еритін кальций қосылыстары түзіледі, оның нәтижесінде ерітіндідегі кальций
иондарының концентрациясы күрт төмендейді және қазандық суда CaSO 4 ,
СаSiO 3 және тағы басқа қақ түзушілерге қатысты қанығу күйіне жетпейді.
Нәтижесінде қоректік су мен қазандық суға түсетін кальций, қақтанбайтын
қож болып табылатын гидроксилаппатитке Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 өтеді.
2.6 Коррозия көрсеткіштері
Коррозия көрсеткіші деп коррозия құбылысының өту
жылдамдығынанықтайтын шаманы (металдың коррозиялық бұзылуы)
айтады. Коррозияның барлық көрсеткіштері сандық және сапалық болып
жіктеледі.
Металл коррозиясының сандық көрсеткіштеріне: үлгілер
коррозияланунының массалық көрсеткіші өзгеруінің коэффициенті Km,
тереңдік көрсеткіші Кп, коррозиялық бұзылуға белсенділік көрсеткіші Кτ,
көлемдік Кобъемн., ошақтық көрсеткіш Кη, механикалық Кσ, коррозиялық
токтың тығыздығы ( коррозиялық ток көрсеткіші) ì, электрлік кедергінің
өзгерісі КR, коррозиялық оптикалық көрсеткші (шағылдырғыш) жатады.
Металл коррозиясының сапалық көрсеткіштері:
- микрозерттеу (коррозиялық бұзылу сипаттамасын, кристаларалық бұзылу
жүріп жатқанын және тағы басқаларды анықтау үшін өткізеді);
- зерттеліп жатқан үлгілердің сыртқы түрін бақылау (суретке түсіру,
сипаттау, коррозиялық ерітіндінің өзгеру тәртібін бақылау және тағы басқа);
- индикаторларды қолдану (коррозиялық бұзылу бақыланып отырған,
катодты және анодты аумақтарды анықтау үшін қажет) [6].
Металдардың біркелкі коррозиялық жылдамдықтарын сандық сипаттау
үшін, оның белгілі бір көрсеткішін таңдау міндетті емес.
Қорытындылар коррозиялық зерттеу тәсілі және тағы басқа, яғни
өлшеуіш тәсілдер көрсеткішінің негізінде реттеледі. Жергілікті коррозиялық
бұзылуды орнату үшін (біркелкі емес коррозия), оған сәйкес келетін
көрсеткішін дұрыс таңдау маңызды. Кристаларалық коррозияның бар екенін,
микрозерттеу негізінде тереңдік көрсеткішін, сол сияқты беріктік
көрсеткішін және үлгілердің электркедергісінің өзгеруін пайдаланып,
анықтауға болады. Коррозияның ошақтық көрсеткішінің, коррозия
белсенділік және тереңдік көрсеткішінің көмегімен нүктелік коррозиялық
бұзылуды сандық түрде сипаттауға болады.
Металлдардың ең жиі қолданылатын коррозия көрсеткішеріне:
механикалық, тереңдік, массалық (массасының өзгеру көрсеткіші), көлемдік
және тағы басқалар жатады.
Km+- - коррозиялық құбылыс нәтижесінде, уақыт бірлігінде және
металл бетінің ауданында зерттеліп жатқан үлгінің массасының қаншалықты
өзгергенін көрсетеді: Km+- = m (Sxτ) , коррозияның массалық көрсеткіші оң
(егер сынақ уақытында, үлгінің массасы көбейсе) немесе теріс (егер,
коррозия өнімдерін жойған соң, массасы азайса) мән болуы мүмкін.
Шарт бойынша, оң массалық көрсеткішті теріске қайта есептеу
формуласы бар.Ол үшін коррозия өнімдерінің құрамын білу қажет:
Km- = Km+ x(nokxAМe)(nMexAok)(2.6.1);
мұндағыAМe - металдың атомдық массасы,
Aok - тотықтырғыштың атомдық массасы,
Km- и Km+ - коррозияның оң және теріс көрсеткіштері,
nok - тотықтырғыштың валенттілігі,
nMe - металл валенттілігі.
Егер біркелкі коррозиялық бұзылу бақыланса, онда металдың
коррозиялық теріс массалық көрсеткішінін тереңдікке қайта есептеуге
болады:
Kп = (Km-x8,76)ρMe(2.6.2);
мұндағы ρMe - металл тығыздығы.
Коррозияның тереңділік көрсеткіші, белгілі уақыт аралығында,
коррозияның қандай тереңдікке тарағанын анықтайды. Белгіленуі - КП. Бұл
коррозия көрсеткішін коррозия өнімдері қабатының қалыңдығымен (ммжыл)
де анықтауға болады.
Көлемдік көрсеткіш КV деп белгіленіп, металлдың бірлік бетіне және
бірлік уақытына, коррозиялық бұзылу құбылысының қалыпты
жағдайларында бөлінген немесе жұтылған газдың мөлшеріне (ΔV)
қатынасымен анықталады.
KV = ΔV S·τ, см4(см2·сағ)
Коррозиялық құбылыс кезеңіндегі
(2.6.3);
металдың механикалық
қасиеттерінің өзгеруін коррозияның механикалық көрсеткіші Кмех
сипаттайды.
Мысалы, беріктік көрсеткіші Кσ. (сағат немесе тәулікпен өлшенеді)
Кσ = ΔστΔστ0
(2.6.4);
мұндағы Δστ0 - коррозия басталмай тұрғанда, созылу кезіндегі, беріктік шегі,
στ - коррозиялық құбылыс кезіндегі беріктік шегінің өзгеруі.
Сынақ кезіндегі металл үлгінің электр кедергісінің өзгеруі,
коррозиялық көрсеткіш болып саналады (К R ).
t уақыттағы К R = ( R Ro) 100%
(2.6.5).
мұндағы R 0 және R - коррозияға дейінгі және кейінгі үлгінің электрлік
кедергісі.
Бұл тәсілдің кемшілігі, сынақтың толығымен өтуі кезінде, металдың
қалыңдығы бірдей болуы керек және көбінесе осы себеппен бірге тең
ұзындықта, үлгінің бірлік ауданындағы электр кедергісінің өзгеруіне
байланысты, меншікті кедергіні анықтайды (см, мм). Сондай - ақ, бұл
тәсілдің қолдану шегі бар (беттік металл үшін 5 мм-ден көп емес). Дәлірек
мәндерді сымды үлгілерден алуға болады. Бұл тәсіл, дәнекерленген
қоспаларға жарамсыз.
Бұл коррозиялық зерттеулер үшін жеткілікті түрде, коррозиялық
ортаның және сынақ шарттарының, металдың сипаттамасы болуы керек.
Зерттелетін металл сипаттамасына оның химиялық құрамы, дайындалу тәсілі
(оның термоөңделу сипаты, деформация дәрежесі және тағы басқа), беткі
жағдайы (табиғи тотықты жабынның болуы және тағы басқа), шығу тегі
(зауыттық балқытылған металл, тәжірибелік балқыту және балқыту
технологиясы) жатады.
Коррозиялық ортаның сипаттамасы, құрамы туралы, ерітіндінің рН
мәні, қолданылатын реактивтердің мамандандырылуы, сондай-ақ зерттеу
шарттары, температуралық мәліметтер, газды атмосфера, ерітіндіні
араластыру жылдамдығы және т.б. мәліметтерден тұрады.
Белгілі бір жағдайларды металдардың коррозияға төзімділігі және
қорғаныс құралдарына сандық және сапалық баға беру үшін коррозиялық
төзімділікке арналған шкала бар [7]. Ең көп тарағаны және ұсынылатыны
ондық балды шкала (кесте 2.1) .
Кесте 2.1 - Металдардың ондық балды шкалалық коррозияға төзімділігі
(ГОСТ 15819-68)
Төзімділік тобы
Коррозия жылдамдығы, ммжыл
Балы
Өте жоғары төзімді
0,001- ден төмен
1
Жоғары төзімді
0,001 - 0,005
2
0,005 -0,01
5
Төзімді
0,01 - 0,05
5
0,05 - 0,1
5
Төмендетілген төзімді
0,1 - 0,5
6
0,5 - 1,0
7
Нашар төзімді
1,0 - 5,0
8
5,0 - 10,0
9
Төзімді емес
10- нан жоғары
10
Металдың коррозия жылдамдығының
он балдық шкаламен
сипатталатын коррозияның тереңдік көрсеткіші, өлшемсіз немесе масса
шығынының қайта есептеуімен болатын, біркелкі коррозиямен өлшенеді.
Берілген ортада коррозия жылдамдығының мәнімен түрлі металдарды
салыстыруға болады,егер тек коррозияның кинетика қисығыұқсас
сипаттамаға ие болса.
1 - уақыт бойынша коррозия жылдамдығының төмендеуі;
2 - уақыт бойынша коррозияның тұрақты жылдамдығы;
3 - уақыт бойынша коррозия жылдамдығының баяу жоғарылауы.
Сурет 2.4 - Металдың коррозиялану кинетикасы
Әр түрлі кинетикалық қисық сипаттамалары бар, металдың орташа
жылдамдығын салыстырсақ, сынақ уақытында t 1 , 3-ші металл ең төзімді,ал
төменірек төзімдісі 1,ал одан көбірек ұзақтықтағы сынақта керісінше, ең
төзімді металл 1, ең азы 3-ші металл. Сондықтан металдың коррозиялық
төзімділігін сенімді сипаттау үшін, коррозия жылдамдығының жеке мәндерін
емес, құбылыстың кинетикасының қисығы, яғни коррозия қисығы - уақыт,
болғаны дұрыс.
ІІІ ТАРАУ. КОРРОЗИЯ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
3.1 Коррозиялық зерттеулер
Коррозиялық зерттеулер
- материалдың белгілі бір коррозиялық
шартта, оның шыдамдылығына тексеретін сынақтар қатары. Оларды келесі
жолмен көрсетуге болады:
- коррозия құбылысы өтетін тетікті орнату (электрохимиялық коррозия,
химиялық немесе аралас);
- электрохимиялық (деполяризаторлар: H2SO3-, O2, H+· H2O) немесе
химиялық (су буы, оттегі, көміртегі газы) коррозия құбылысын тудыратын
қоршаған ортаның белсенді құраушысын анықтау.
- коррозия құбылысына бақылау орнату (егер химиялық коррозия -
аралас, кинетикалық немесе диффузиялық; электрохимиялық бұзылу кезінде
- оттегі диффузиясының негізгі рөлінде катодты);
-
коррозия құбылыстарының өтуіне және металлдардың,
қорытпалардың коррозияға төзімділігіне әсер ететін ішкі және сыртқы
факторларды анықтау (құрылымы, коррозиялық орта мен металдың құрамы,
сыртқы температурасы, қысымы, ішкі кернеуі);
-осы қолдану шарттарында, ең жоғарғы коррозиялық тәуелділікпен
ерекшеленетін қорытпа немесе металды таңдау (оған қоса оның бағасын,
беріктік сипаттамаларын және тағы басқасын ескеру қажет);
-металдардың коррозиядан қорғаныс тиімділігін анықтау (қорғаныс
қабаттарының, ингибирлегіш қоспалардың тиімділігінің, электрохимиялық
қорғаныс орнықтылығы);
-бір коррозиялық ортада әр түрлі металлдардың орнықтылығын
салыстыру қорытпалар мен металдарға қатысты ортаның коррозиялық
белсенділігін анықтау;
-
шығарылатын металдарға сапалық бақылау жасау (өнімнің
коррозиялық орнықтылығын тексеру).
Коррозиялық құбылыстарды зерттеудің барлық тәсілдері үш топқа
жіктеледі:
- зертханалық зерттеулер (түрлі металдар мен қорытпалардың әр түрлі
шарттарын ұқсататын зертханаларда өтетін сынақтар);
-пайдалану зерттеулері (агрегаттар және әртүрлі қондырғыларды және
машиналарды зерттеу, алдағы зерттеу шарттарындағы қорғаныс құралдары);
- зертханадан тыс зеттеулер (үлгілерді пайдаланатын табиғи шарттарда
сынау, мысалы, теңізде, ауада және т.с.с.).
Зерханада және зертханадан тыс зерттеулердің нысаны ретінде металл үлгіні
алады. Зерттеу шарттары әр түрлі болады.
Пайдалану және зертханадан тыс сынақтарда, коррозиялық орта бірдей,
бірақ бірінші жағдайда сыналатын зат ретінде үлгі емес дайын өнім, жабын,
агрегат түрінде қолданылады.
Көбінесе жоғарыдағы үш зерттеуді келесі ретпен өткізеді:
зертханалық, зертханадан тыс, пайдаланылатын. Бұл әр тәсілдің өз
ерекшеліктері бар ал бірге жүргізсе қандай да бір дәрежеде бірін-бірі
толықтырады.
Сонымен қатар, коррозиялық зерттеулерді тағы екі топқа бөледі:
- үдетілген зерттеулер;
- баяулатылған зерттеулер.
Үдетілген коррозиялық зерттеулерді жасанды жасалған жағдайларда
өткізеді. Осы кезде барлық коррозиялық құбылыстар үдейді, бірақ өту
сипаты өзгермейді. Әдетте, үдеу әсеріне бақыланатын құбылыстардың
жүруінің жеңілдеуі кезінде жетеді.
Баяулатылған коррозиялық зерттеулердің жасанды пайдаланудан өту
уақыты бойынша айырмашылығы болмайды.
Көбінесе екі коррозиялық зерттеуді де өткізеді, себебі бірін-бірі
толықтырады, бірақ кейде баяулатылған зерттеулерсіз де өткізеді.
Коррозияның тереңдігін бағалау сандық және сапалық тәсілдермен
жүргізіледі.
3.2 Коррозияны зерттеудің сапалық тәсілдері:
3.2.1 Сыртқы түрін бағалау
Үлгінің сыртқы түрі бойынша коррозияны анықтау, ең қарапайым және
оған қоса ең нашар тәсіл болып саналады. Бірақ дұрыс өткізілген бақылаулар
кезінде бұл тәсіл бағалы сапалы және нашар сандық мәліметтер бере алады.
Кез келген сынақ кезінде үлгінің сынаққа дейінгі күйін дұрыстап тіркеу
қажет. Бетіндегі барлық белгілер, мысалы, сырылған жері, үлдірі және т.б.
тәжірибе протоколында жазылуы қажет. Бақылау ұзақтығы коррозияның
жылдамдығына тәуелді белгілі бір уақыт аралығында жүргізіледі.
Олар төмендегідей есеппен таңдалуы қажет:
а) коррозия өнімдерінің көрінген уақытын тіркеу
б) екі бақылау арасындағы өзгеріс жеткілікті болуы қажет. Егер бақылаудағы
үлгіні сұйықтықтан алу керек болса (сынақ табиғи жағдайда өтсе, мысалы
теңіз суында) онда аралықты ұзағырақ етіп алу керек, себебі мұндай әрбір
бақылау коррозия құбылысының табиғи жолының бұзылуына алып келеді.
Мұндай жағдайда бастапқы кезеңде бақылауды жиірек жүргізіп, одан соң
уақыт өте аралықты ұзартып отыру керек [8].
Бақылау нәтижесіне жатады:
1. Сыртқы келбетінің өзгеруі, мысалы, металдың қараюы, дақтардың пайда
болуы (түсі), жылтыр түске боялуы, күңгірт болуы және тіркеу.
2. Коррозия өнімдерінің пайда болуын, олардың сипаттамасын және
таралуын тіркеу. Бәрінен бұрын коррозия өнімдерінің түсі белгіленеді,
мысалы: ақ қоңыр, одан соң сипаттамасы, мысалы: жарғақша, жұқа жабын
қабаты,одан бөлек мүмкін болса металл бетіне өнімдердің жабысу беріктігін
және тығыздығын белгілейді: оңай алынады, жай қысқанда алынбайды.
Үлгілердің сыртқы келбетін көзбен бағалау коррозиялық сынақ пен
зерттеу кезінде, көмекші бағалау құралы және коррозияны сипаттау кезінде
қолданылады.
3.2.2 Ерітіндінің өзгерістерін көзбен бағалау
Бұл сапалық бағалау әдісі электролит мөлшері шектелген кезде
зертханалық жағдайларда қолданылады. Егер металл ерітіндіге түгелдей
немесе әр түсті ионның бөлігі ретіне өтсе, онда ерітіндінің түсінің өзгеруі
коррозияның дөрекі сапалық өлшемі рөлін атқарады.
Мысалы, мыстың түрлі электролиттағы коррозиясы кезінде
ерітіндінің көгеруі мыстың Сu2+ ионы түріндегі ерітіндіге өтуін көрсетеді.
Егер коррозия нәтижесінде үлгінің бетінде нашар ұсталатын ерімейтін
коррозия өнімдері пайда болса және көп бөлігі түтіктің түбіне қабыршақ
түрінде тұнса, онда тұнба мөлшері коррозия құбылысының дөрекі өлшемі
болып саналады. Темір, мыс, алюминий қорытпаларын бейтарап
электролитке салғанда (мысалы, теңіз суына)
коррозияның тұнған
өнімдерінің таушығы коррозия дәрежесін дөрекі сипаттайды.
3.2.3 Микроскопиялық зерттеу
Микроскопиялық зерттеуді коррозиялық сынақтан кейін және сынақ
уақытында өткізуге болады. Микроскопиялық зерттеу ең алдымен жергілікті
және таңдаулы коррозия сипаттамасын, кристаларалық коррозияны,
кристаларалық және кристалішілік коррозиялық сыну және жемірілуін
дәлірек зерттеуге мүмкіндік береді. Уақыт бойынша коррозия құбылыстарын
микроскопиялық бақылау коррозиялық бұзылудың даму сипаттамасын және
басталу туралы бағалы мәліметтер алуға мүмкіндік береді. Коррозия
құбылысы шлиф түрінде немесе басқа тәсілмен дайындалған үлгінің бетін
микроскоппен бақылау үшін, жұмыстың беті микроскоптың нысанына қарап
тұратындай етіп шомылғыға салады. Одан соң оны фокусқа келтіріп алдын
ала өлшенген коррозиялық ортаға құйып бақылауды бастайды [9].
3.2.4 Индикаторлық тәсіл
Бұл тәсіл белгілі бір реактивердің көмегімен корозияланатын металл
бетіндегі боялған қосылыстардың пайда болуы және ол реактивтердің
коррозия өнімдерімен әсерлесуіне негізделген.
Бұл тәсіл айқын гетерогенді коррозияда металдың басқа металдармен
жанасуы кезінде, мысалы, металлдың дөрекі біртекті емес және бірқалыпты
емес деформациясы, яғни анодты және катодты аумақтардың нақты шектелуі
кезінде қолданылуы мүмкін.
Бейтарап сулы ерітінділердегі темір қорытпаларының коррозиясын
электролитқа қызыл қанды тұз K 3 [Fe(CN) 6 ] және фенолфталеин қосып
бақылауға болады. Егер металл бұйымында немесе үлгіде белгілі себеппен
біркелкі емес коррозия жүріп жатса, онда катодты және анодты аумақтар
бөлініп және ол жерде әр түрлі боялу пайда болады. Егер темір немесе болат
тақташаны майыстырып және оны суға салса, майысқан жерінде анодтық
құбылыс байқалады, ал оның айналасындағы суға қызыл қанды ерітінді
қосқан соң иілген жерінде екі валентті темір ионы бар екенін көрсететін
металл көк түске боялады:
5Fe + 2 [Fe(CN) 6 ] - -- Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2
Оттегінің біркелкі емес концентрациясы кезінде сулы ерітіндідетүсті
индикатордың көмегімен анықтауға болатын металдың біркелкі емес
бұзылуына алып келетін анодтық және катодтық аумақшалар да пайда
болады, мысал ретінде, тамшы қимасының бірдей емес қалыңдығына
байланысты біркелкі емес ерігіштік, осыған орай әр аумақтағы оттегінің тегіс
емес концентрациясы пайда болатын тамшы астында болат тақташаға
коррозия жүргізуге болады.
Жоғарылатылған отттегі концентрациясы бақыланатын тамшы
жиектерінде катодты реакция дамиды:
1
2
O 2 + H 2 O + 2e --2ОH
Тамшының ортасында анодтық реакция дамиды:
Fe -2е -- Fe2+
Бұл, егер тамшыға (тақташаға жаққаннан соң 20-50 минут) пипеткамен
фенолфталеинның аз ғана тамшысын қоссақ, анығырақ байқалады. Осы кезде
су тамшысының құрсауы, ОН иондарының жоғары концентрациясын
көрсететін, таңқурай түсіне боялады. Егер оған тағы қызыл қанды тұзды
қоссақ, Fe2+ иондарының бар екенін көрсететін тамшының ортасы көк түске
боялады. Сонымен қатар бұл тәсіл осы немесе басқа тәсілмен алынған
енжарлы тақташаның жасанды тұтас жабынын тексеру кезінде қолданылады.
Ол үшін бұйымның бетін түсті индикаторы бар ерітінділермен сулайды
немесе осы ерітіндіге суланған сүзгі қағазбен жабады, одан соң боялған
нүктелердің пайда болуын күтеді. Темір қорытпалары үшін ерітінді
құрамына әрқашан хлорлы натрий (С1 ) немесе тұзды қышқылдың аз
мөлшері қосылған қызыл қанды тұзды қосады. Егер жабынның кеуектері
болса, 5-5 минуттан кейін көк нүктелер пайда болады. Алюминийдің тұтас
енжарлы қабыршағын тексеру үшін ерітінді құрамына тұз қышқылы бар
калий бихроматын (K 2 Cr 2 O7) қосады. Егер қабыршақ кеуекті болса 2-5
минуттан соң ерітінді түсі сарыдан жасылға дейін өзгереді. Бұл алюминийдің
тотығып және хромның үш валентті ионға қалпына келу реакциясын
көрсетеді:
2А1 + Сr 2 O 72 + 15Н+ -- 2А1 3 + 2Сr 3 + 7Н 2 O
3.5 Коррозия индикаторын орнату
Жылуэнергетикалық жүйелердің істен шығуы және аппаттық
жағдайлардың орын алуы көп жағдайда коррозиялық процестердің
бақылаусыз қалуынан туындайды.Осы себептен энергетикалық
қондырғылардың ішкі коррозиясына бақылау жүргізу қазіргі уақытта
маңызды мәселелердің бірі болып отыр [10].
Энергетикалық қондырғылардың коррозиялық күйін бақылаудың әр
түрлі жолдары белгілі.
Коррозия индикаторлары жылулық желі суының коррозиялық агрессивтілігін
және жылулық желі құбырларынның ішкі коррозиясына
әсерін бағалау үшін қолданылады.
Судың коррозиялық агрессивтілігі индикатор салмагының азаюымен
анықталады. Судың агрессивтілігіне әсер ететін негізгі
көрсеткіштергесульфат-иондарының,хл ордың
концентрациялары, рН
көрсеткіші, бос көмір қышқылы және оттек жатады.
Сулы жылулық желілерде ішкі коррозияға жүйелік бақылау
ұйымдастырылуы тиіс.
Индикатор ретінде қалыңдығы 2-3 мм, сыртқы диаметрі 50-60 мм, ортасында
12 мм саңлауы бар болаттың дөңгелек тілігін қолданады.
Индикаторларды дайындау үшін болаттың тек шектеулі ГОСТ 380 бойынша
ВСт3сп және ГОСТ 1050 бойынша болат 10, 20 маркалары қолданылады.
Коррозия индикаторы бір жағынан құбырлардың қандай материалдан жасалу
керектігін көрсететін үлгі болып табылады.
Магистральді аймақтың коррозия жылдамдығын бақылау кезінде көп
жағдайда магистральді желіден шағын аудандарға шығатын құбырлардың
коррозия жылдамдығы белгісіз болып қалуда. Сол үшін шағын ауданнан
магистралді желіге кірер жердегі қайтатын құбырларға қосымша
индикаторлар қосу ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz