Почему высока коррозионная аварийность на новых трубопроводах теплосети?
Часто техническими специалистами жилищных управлений задается вопрос, почему только что замененные в доме трубопроводы системы теплоснабжения на новые, прослужив всего 2–3 года, подвергаются коррозионной аварийности. При этом, обвиняются металлургические заводы, якобы поставляющие бракованные трубы.
Однако, несмотря на переход в новые рыночные отношения «отраслевой диктат» продолжает действовать и в настоящее время. Каждый отраслевой специалист стремится найти причину своих недоработок, бед в другой отрасли, технически не обосновывая свое обвинение.
Но необходимо направить интересующихся этой проблемой к научно-экспериментальным исследованиям о влиянии химического состава стали на ее коррозионное поведение в воде теплосети, проведенным Балабан-Ирмени Ю.В; Шерементьевым О.Н. и опубликованным в десятом номере журнала «Электрические станции» за 1998 г.
Действительно для определения причин агрессивности сетевой воды и способов ее снижения проведен комплекс стендовых и технологических исследований. Они проводились на стендовых установках Всесоюзного теплотехнического института (ВТИ) по специальной методике, позволяющей оценить отклонения углеродистой стали перлитного класса к локальной коррозии в реальных условиях работы теплосети (деаэрация, температура, скорость движения жидкости). Использовалась реальная вода теплосети и искусственно создаваемые силикаты этой воды. В результате экспериментальных исследований были обнаружены цепочки глубоких язв по нижней образующей трубопроводов на трубах из стали 20 и стали 10. На некоторых трубах того же магистрального трубопровода глубокие язвы отсутствовали. Эти трубы были изготовлены из стали 17Г1С, со значительно отличающимся от предыдущих сталей химическим составом.
В
результате исследований сталь 17Г1С была
рекомендована для использования при
прокладке и монтаже новых трубопроводов
теплосети. В результате экспериментов,
проведенных на стендовых установках,
было показано, что основной причиной
коррозионной агрессивности сетевой
воды теплосети являлось высокое
содержание сульфатов, причем даже его
снижение с 350 до 200 мг/дм3
не исключило дальнейшую коррозию.
Влияние хлоридов при высоком уровне
концентрации ионов
практически отсутствует.
Следовательно, прежде чем поставить новый трубопровод, необходимо знать качественный химический состав исходной природной воды (содержание активаторов коррозии: сульфатов, хлоридов, органических соединений), а также качество подпиточной и сетевой воды в теплосети по основным коррозионно-активным составляющим:
– содержание свободной угольной кислоты;
– растворенного кислорода,
– значение рН для систем теплоснабжения.
Основной причиной интенсивной коррозии новых трубопроводов теплосети Советского района г. Омска являлось высокое содержание в теплоносителе:
– растворенного кислорода, превышающее норму в 10 раз;
– свободной угольной кислоты до 4 мг/дм3 при норме отсутствия ее;
– низкое значений рН сетевой воды (меньше 8) при норме 8,3–9.
Коррозия, протекающая в присутствии угольной кислоты, приводит к загрязнению воды твердыми продуктами коррозии. Причиной непрочного сцепления окислов с подвергшейся коррозии поверхностью металла является восстанавливающее и отслаивающее действие на окисные пленки образующегося атомарного и молекулярного водорода. Этим объясняется тот факт, что кислородная коррозия стали в присутствии угольной кислоты протекает практически без замедления: вследствие неустойчивости окислительных пленок поступление кислорода к поверхности металла с течением времени не уменьшается, и коррозия под действием его продолжается с неизменной скоростью.
Максимальная скорость коррозии протекает при температуре 60 – 70 °С.
В закрытых системах, например в поверхностных подогревателях, где нет условий для удаления кислорода, нагрев воды приводит к непрерывному увеличению скорости коррозии. Повышение температуры воды, содержащей угольную кислоту, усиливает диссоциацию молекул последней с соответствующим увеличением концентрации ионов водорода и скорости коррозии.
При повышении температуры скорость коррозии с выделением водорода непрерывно возрастает. Таким образом, при наличии угольной кислоты (особенно в горячей воде) процесс коррозии развивается с заметным выделением водорода даже в присутствии растворенного кислорода. Образующийся водород в этих условиях кислородом воздуха не окисляется.
Итак, практический опыт показал, что порой недооценка водно-химического режима, отдельными техническими специалистами котельных, ТЭЦ, тепловых сетей приводит к выходу из строя теплоэнергетического оборудования и систем отопления домов и квартир простых жителей, которые регулярно оплачивают за теплоноситель. Интенсивность отложений на внутренних поверхностях нагревающих систем, влечет за собой и ухудшение теплопередачи.