CC BY
43
УДК 620.193
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОАО «ВОРОНЕЖСИНТЕЗКАУЧУК»
© Л.И. Гусева, С.А. Калужина, В.В. Малыгин, Н.Г. Нафнкова, А.В. Малыгин
Воронеж, Воронежский государственный университет
При проведении комплексного обследования коррозионного состояния тетообменного оборудования ОАО «Воронежсинтезкаучук» были обнаружены сквозные поражения трубок конденсатора, работающего на захоложенной воде, что вызывало нарушение технологического режима. Это предопределило постановку настоящей работы, в которой предпринята попытка установ1ггь причины данного явления и определить наиболее рациональные пути их устранения.
Для решения поставленных задач был использован системный подход, предполагающий параллельное проведение физико-химически исследований состава и структуры стальных трубок со сквозными поражениями, анионного и катионного состава и pH захоложенной воды на входе и выходе из аппарата, коррози-онно-электрохимических свойств стали с учетом влияния среды межтрубного пространства конденсатора (захоложенной воды) и среды трубного пространства (дивинила).
Полученные результаты показали, что сквозные локальные поражения трубок теплообменника связаны со свойствами их материала и со свойствами агрессивной среды. Так, одной из причин усиления разрушения является замена трубок конденсаторов из стали Ст20 на трубки из стали 12Х18Н10Т. Поскольку корпус аппарата выполнен из стали ВСтЗсп5, то последнее создало условия для развития контактной коррозии. Вместе с тем, согласно данным анализа химического состава стали трубок (газообъемным и ренттенофлуоресцент-ным методами), он не отвечает соответствующим требованиям ГОСТ. В стали завышено вдвое (против нормы) содержание кремния и присутствует алюминий. Такое изменение состава должно иметь следствием снижение коррозионной стойкости стали (за счет образования мелкопористой структуры сплава в первом случае и избирательного растворения интерметаллидов алюминия с никелем во втором).
В то же время сталь ВСтЗспЗ, из которой выполнен корпус аппарата, в захоложенной воде корродирует со скоростью до 0,2 мм/год, следствием чего служит достаточно высокое содержание продуктов коррозии в межтрубном пространстве теплообменника. В нем концентрируются и другие соединения из-за недостаточной очистки технической воды (поступающей из водохранилища) от взвесей и механических примесей (обнаружены даже ракушки). Эти загрязнения, оседая на поверхности стали, нарушают ее пассивное сосгоя-
ние и стимулируют развитие локальной коррозии, скорость которой увеличивается из-за дефектов в структуре сплава и включения механизмов биохимического характера. Последнее доказано данными по изменению состава захоложенной воды, которая на выходе из конденсатора содержзгг почти в два раза больше галоге-нид- и сульфид-ионов, чем на входе. Подобные явления могут быть связаны с деятельностью микроорганизмов, попадающих в подпиточную захоложенную воду’ из водохранилюца из-за отсутствия ее химической обработки. Известно, что большинство бактерий развивается в нейтральной и слабощелочной среде (pH = 7,0-7,5; t = 6-40 С) и в присутствии загрязнений системы продуктами коррозии взвешенными частицами усиливают локальную коррозию. Наиболее активны в этих условиях сульфатеосстанавливающие бактерии, продуцирующие в результате своей жизнедеятельности соединения с сульфид-ионами.
Факторами, направленными на локальные поражения вплоть до полной перфорации трубок конденсатора служат также процессы полимеризации в трубном пространстве, в свою очередь являющиеся следствием попадания влаги и продуктов коррозии через сквозные разрушения из межтрубного пространства. Полимер бутадиена был обнаружен внутри трубок конденсатора, что приводит к ухудшению их пропускной способности и создает уст о в ия для дальнейшего образования полимера. В то же время известно, что процесс образования термополимера или губчатого полимера сопровождается резким повышением давления, способного вызвать деформацию, дополнительные механические напряжения в сплаве и тем самым облегчить коррозию.
В связи с изложенным, можно предложить следующие способы противокоррозионной защиты:
1. Корпус теплообменника и трубки конденсатора должны быть выполнены из сталей одной марки: а) корпус из двуслойной стали ВСтЗспЗ + 12Х18Н10Т и трубки из стали 12Х18Н10Т, соответствующей ГОСТ; б) корпус и трубки могут быть изготовлены из углеродистой стали, защищенной бакелитовым или цинковым покрытием.
2. Следует обеспечить эффективную очистку под-питочной воды, забираемой из водохранилища от механических прил«есей и рассмотреть возможность химической очистки воды от биологических загрязнении или использования биоцидных добавок в воду с целью предотвращения биологической коррозии и забивки межтрубного пространства конденсатора.
