Совместимость бесшовной трубы котла высокого давления с жидкостями в котельных системах
Безшовные трубы для котлов высокого давления играют решающую роль в современных котельных системах, где они транспортируют пар, горячую воду или высокотемпературные жидкости под экстремальным давлением. Обеспечение совместимости с жидкостями, которые они перевозят, имеет жизненно важное значение для поддержания производительности, долговечности и безопасности. Совместимость этих труб с различными жидкостями зависит от нескольких ключевых факторов, включая химический состав материала трубы, свойства жидкости и рабочую среду.
1. Свойства жидкости и совместимость материала труб
Котельные системы могут включать в себя жидкости, такие как деминерализованная вода, пар, перегреваемый пар, а иногда и химические вещества для обработки или коррозивные агенты. Эти жидкости могут вызвать коррозию, масштабирование или эрозию, если материал трубы не тщательно выбран. Например:
Углеродные стальные трубы обычно используются для стандартных применений пара или горячей воды, но могут коррозировать при воздействии кислородных или кислотных сред.
Сплавная сталь, такая как Cr-Mo (например, ASTM A335 P11, P22), предлагает превосходную устойчивость к высокотемпературному оползанию и окислению, что делает ее подходящей для применения в перегреваемом паре.
Нержавеющая сталь обеспечивает отличную устойчивость к коррозии и выбирается для систем, использующих химически обработанную воду или когда чистота жидкости имеет решающее значение.
2. Температура и давление
Жидкости в котлах высокого давления обычно находятся при повышенных температурах и давлении, что может ускорить химические реакции и деградацию, связанную с напряжением, в трубах. Безшовные трубы должны быть изготовлены, чтобы выдерживать эти крайности без деформации или трещины. Для совместимости предпочтительны материалы с высокой прочностью к оползанию и низкими коэффициентами теплового расширения.
3. Химическая обработка и добавки
Котельная питательная вода часто содержит химические вещества для обработки, чтобы предотвратить масштабирование, коррозию или рост микробов. Эти добавки могут взаимодействовать со внутренней поверхностью трубы. Трубы должны быть совместимы с такими добавками, и материалы, устойчивые к пробиванию, стрессовой коррозии (SCC) и хрупкости водорода, имеют решающее значение.
4. Сопротивление эрозии и масштабирования
Высокие скорости потока, подвесные частицы и фазные переходы (жидкость в пар) могут вызвать эрозию. Кроме того, твердость и содержание минералов в жидкостях могут привести к образованию масштабов, снижению тепловой эффективности и увеличению падения давления. Гладкие внутренние поверхности, достигнутые благодаря точному изготовлению и выбору сплавов, помогают смягчить эти эффекты.
5. Техническое обслуживание и мониторинг
Даже при высокой совместимости бесшовные трубы требуют регулярных проверок на предмет признаков внутренней коррозии, разрежения стен или масштабирования. Неразрушительные методы испытания, такие как ультразвуковое испытание (UT) и испытание вихревого тока (ECT), широко используются для оценки целостности труб в эксплуатации.
Вывод
Обеспечение совместимости бесшовных труб котла высокого давления с жидкостями в котельных системах имеет важное значение для достижения надежной работы и продления срока службы. Выбор подходящих материалов на основе химии жидкости, рабочих условий и конструкции системы значительно влияет на требования к производительности и обслуживанию.
Ссылки
Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел I - Электрокотолы.
ASTM A335/A335M - Стандартная спецификация для бесшовных ферритных сплавных стальных труб для высокотемпературного обслуживания.
Davis, J.R. (Ред.). (2000). Коррозия: понимание основ. АСМ Интернэшнл.
API RP 934-A (2006). Требования к материалам и изготовлению для 2-1/4Cr-1Mo и 3Cr-1Mo стальных тяжелых стенных сосудов под давлением.
Shreir, L.L. (2010). Коррозия. Эльсевер.
