Heat Flux Corrosie Chloride

Experimentele ketel.

Wanneer ketel pijpen vervuild zijn met ketelslib (voornamelijk ijzeroxiden) stagneert het water in de poreuze afzettingslaag. Lokaal bellenkoken zal optreden, vaak resulterend in afzetting van silicaten en sulfaten. Door de groeiende vaste silicaat of sulfaatlaag zal de metaaltemperatuur lokaal stijgen. Bij lekkage van een een zeewater gekoelde condensor wordt het ketelwater verontreinigd met MgCl2, dat door hydroyse HCl vormt. Dit HCl zal zich concentreren in scheuren of poriën in de vaste afzettingslaag en resulteren in hoog geconcentreerde ferrochloride-oplossingen.

Studies in autoklaven

In totaal werden 62 verschillende laag gelegeerde staal monsters getest in ferrochlorideoplossingen bij 310 °C (10 MPa) in autoclaven gedurende 4 dagen. Na de blootstelling werd de morfologie van de corrosieschaal bestudeerd. Het bleek dat bij lage ferrochlorideconcentraties een nog goed beschermende vasthoudende magnetietlaag werd gevormd. In de hoog geconcentreerde oplossingen werd een gelamineerde niet-beschermende oxidelaag gevormd. Er werden testoplossingen van 13 verschillende ferrochlorideconcentraties gekozen, variërend van 0,005 tot 0,375 molaire ferrochloride. Verbazingwekkend is dat elk van de 62 geteste koolstofstaal monster een kritische concentratie had waarboven de oxide laag niet-beschermend (gelamineerd) was.

Boven de kritische ferrochlorideconcentratie neemt het gewichtsverlies door corrosie sterk toe, wat overeenkomt met het punt waar de gelamineerde oxidestructuur wordt gevormd. Deze kritische concentratie werd beschouwd als de corrosiegevoeligheid van het staal. De staal monsters zijn afkomstig van ketelpijpen in Nederlandse elektriciteitscentrales. De monsters werden gehaald uit de verdamperpijpen die als gevolg van corrosie storingen of als gevolg van inspectie voor vervuiling van de ketel waren uitgenomen.

Door de kritische ferrochlorideconcentratie te correleren met de staalsamenstelling werd een regressievergelijking gevonden waarmee de kritische ferrochlorideconcentratie voor nieuwe staalsoorten kan worden berekend.

Kritische ferrochloride = 0,1 Mn + 2 P +0,2 Cr + 0,04 Mo – 0,05

Uit ervaring met corrosie in ketels werd duidelijk dat bij ernstige corrosie in ketels de kritische ferrochloridewaarde altijd minder dan 0,035 molar was.

Conclusies

• Naast waterconditionering en warmteflux condities zou het staal met betrekking tot corrosiebestendigheid beter moeten worden gespecificeerd.

• In geval van storingen of voor nieuwe ketels is het raadzaam om de chemische samenstelling van het staal in discussie te brengen bij de ketelfabrikant.

Sterk advies is om als specificatie voor de corrosieweerstand van ketelstaal te kiezen voor een samenstelling die beantwoord aan een FeCl2-weerstand van 0,035 mol.

Zie voor meer informatie over Heat Flux Chloride Corrosie de volgende papers:9, 11, 13, 14, 17, 20, 38, 46 en 61.

Heat Flux Corrosion in Cloride
5143
5135
5136
5137
5138
5139
5140
5141
5142
5144
5145
5146
5147
5148
5149
5150