способ защиты от коррозии внутренних поверхностей теплообменного оборудования

Формула изобретения

1 1. Способ защиты от коррозии внутренних поверхностей теплообменного оборудования, включающий создание на внутренней поверхности теплообменного оборудования пассивной оксидной пленки при повышенной температуре, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность последовательно воздействуют водными растворами нитратов легких металлов в количестве 0,6 - 1,0 г/кг мас. при температуре 95 5C и нитритов легких металлов с концентрацией не менее 0,005 г/кг мас. при комнатной температуре в течение 3 - 4 ч каждым раствором с обязательной промывкой после каждого воздействия. 2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нитрата легких металлов используют алюминия нитрат - Al (NO₃)₃. 2 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нитрита легких металлов используют натрия нитрит - NaNO₂.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области коррозии и защиты от коррозии металла теплообменного оборудования, в частности, защиты от стояночной коррозии внутренних поверхностей котлов, систем теплоснабжения и другого теплообменного оборудования.

Известно, что наибольшая опасность коррозионного поражения перечисленных выше объектов происходит в режиме их стоянки, то-есть в условиях низкотемпературного воздействия водного теплоносителя из-за повышенной растворимости в нем кислорода.

Известны различные способы защиты от кислородной стояночной коррозии. Так, по патенту Швеции (Sweden Pt N348011, 1972) предлагается создание защитной пленки из магнетита в результате термического разложения комплексонов железа при выходе теплообменного агрегата на рабочие параметры.

Согласно публикациям, в России предлагается защита растворами, содержащими ионы CrO^-₄², PO^-₄³, трилоном, паром (см. Контроль коррозии металла котлов. Акользин А.П. -М.: Энергоатомиздат, 1994).

Однако все перечисленные способы требуют конечной высокотемпературной обработки, что в большинстве случаев не может быть реализовано в условиях стояночного режима, поскольку необходим вывод установок на мощность. Более того, ряд узлов, например системы теплоснабжения не могут быть подвергнуты высокотемпературной обработке.

Наиболее близкими по реализации поставленной цели являются способы, изложенные в патенте Швеции- Swedem Pt N38022,1972г. и ЕР заявке N0033417, кл. C 23 F 11/18, 1981. В первом предлагается дозировать раствор в питательную воду, содержащий полиакрилат натрия (50 мг/кг) и гидразингидрат (5-10 мг/кг при pH= 9,5-10,0); во втором - дозировать в воду водорастворимые акрилаты (5,5-8,5 мг/кг, pH5,5). После заполнения контура предусматривается разогрев до температуры 225^oC - наиболее низкой из предлагаемых другими изобретениями, в частности, цитируемыми российскими источниками. Образующаяся в процессе пассивации по прототипу пленка магнетита защищает металл в условиях стояночной коррозии, снижение же температуры обработки до 100^oC значительно уменьшает защитные свойства пассивной пленки (см. таблицу ниже).

Указанные способы защиты, могут быть приняты за прототип.

Помимо указанного выше, прототип обладает рядом недостатков, а именно: требуется относительно высокая температура разогрева водных растворов пассивирующих реагентов; образованием в процессе обработки газообразных продуктов разложения (CO₂; CO; H₂; CH₄ и т.д.), трудно удаляемых из замкнутых полостей контура установки, появлением в контуре дополнительного количества железа в растворенной форме, что может привести к массопереносу отложений из горячей в холодную зону.

Целью изобретения является разработка способа защиты от коррозии внутренних поверхностей теплообменного оборудования, обеспечивающего снижение энергоемкости и металлоемкости, а также повышение технологичности процесса защиты от коррозии за счет низкотемпературной обработки водными растворами пассивирующих агентов.

В настоящем предлагаемом изобретение поставленная цель достигается, а указанные недостатки прототипа устраняются двумя последовательными обработками: нитратами легких металлов, а затем нитратами этих металлов с обязательной отмывкой водой после каждой обработки. В частности, противокоррозионная обработка внутренних поверхностей теплообменного оборудования может быть выполнена водным раствором Al(NO₃)₃ в концентрации 0,6 - 1,0 г/кг при 955^oC в течение 3 - 4 ч. Сразу же после удаления раствора из внутреннего объема оборудования, оно промывается водой для удаления остатков продукта Al(NO₃)₃. После промывки оксидная пленка уплотняется раствором нитритов легких металлов, например, NaNO₂ с концентрацией 50-60 мг/кг при комнатной температуре в течение 3-4 ч.

В процессе обработки внутренней поверхности теплообменного оборудования концентрация нитрита натрия уменьшается и необходимо, особенно при многократном использовании раствора, чтобы в момент окончания обработки концентрация нитрита натрия была не ниже 0,005 г/кг. Нитрит натрия может использоваться для консервации оборудования. Если оборудование подлежит консервации, то раствор нитрита натрия не удаляется, а оставляется на весь срок хранения. Перед введением оборудования в эксплуатацию нитрит натрия удаляется, внутренняя полость его отмывается водой от остатков нитрита натрия. Во время периода хранения содержание нитрита натрия контролируется и поддерживается не ниже 0,005 г/кг.

Предложенный способ защиты от коррозии был апробирован на лабораторном теплообменном оборудовании в ЦНИИ КМ "ПРОМЕТЕЙ". При этом удалось полностью подавить коррозию. Растворы, используемые для противокоррозионной защиты, готовили по методике, принятой в энергетической промышленности, из расчета растворения заданного количества нитратов и нитритов в 1 кг воды.

Проведенные сравнительные испытания на стояночную коррозию в условиях реальных промышленных объектов показали высокую эффективность предлагаемого способа, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице;