Почему низкотемпературные влажные дымовые газы в печах так сильно разрушают металлы?

В дымовых газах содержатся вещества, вызывающие коррозию металлов под действием напряжений, в частности влажный сероводород. При обычном использовании в углеродистой стали запас прочности против коррозии для этой части составляет более 3 мм.

Топливное масло содержит серу, которая при сгорании превращается в диоксид серы. Из-за избытка кислорода в камере сгорания часть диоксида серы окисляется до тройного оксида серы. При низких температурах тройной оксид серы вступает в реакцию с водяным паром, в результате чего образуется пар серной кислоты

При слишком низкой температуре, ниже точки росы, происходит коррозия из-за точки росы, поэтому необходимо поддерживать температуру выше уровня точки росы.

Мы знаем, что в топливном газе содержатся сульфиды и другие вещества, способные вызывать коррозию из-за конденсата серной кислоты. В процессе сгорания топливного масла в нагревательной печи образуется горячий дым, содержащий SO2, SO3, H2S и другие вещества. В более холодных зонах печи SO2 и SO3 вместе с влагой из воздуха конденсируются на уровне точки росы, в результате чего образуется серная кислота. Это приводит к коррозии оборудования под действием кислоты. Согласно научным исследованиям, для продуктов сгорания, содержащих 0,0025% SO3 по объему, температура кислотного росы составляет 132°C; при содержании 0,0085% этот показатель повышается до 171°C. Из этого следует, что чем выше содержание SO3 в дымовых газах, тем выше температура кислотного росы. 1. Время и участки, чувствительные к коррозии из-за точки росы серной кислоты. Места коррозии зависят от содержания SO3 в горячих дымовых газах и температуры поверхности теплообменных труб. Места ржавчины и накопления пыли на поверхности трубки котла часто становятся уязвимыми зонами, способствующими коррозии под действием конденсата сульфурной кислоты. 2. Механизм коррозии при точке росы серной кислоты. Коррозия, связанная с точкой росы серной кислоты, на самом деле представляет собой коррозию при высоких температурах в разбавленной серной кислоте; её характеристики соответствуют законам коррозии неокислительных кислот. FeSO4, образующийся в результате коррозии при кислой температуре росы, под действием SO2 и O2 в дымовых газах может превращаться в сульфат железа: 2FeSO4 + SO2 + O2 = Fe2(SO4)3. Fe2(SO4)3 оседает на стенках котельных труб, образуя слой продуктов коррозии. Железная сульфатная кислота — это кислая, впитывающая влагу субстанция. Когда печь останавливается и охлаждается, Fe2(SO4)3 начинает поглощать влагу и разлагаться, что приводит к формированию на поверхности труб печи сильно кислой среды, способствующей коррозии. Если продукты коррозии не удаляются вовремя, в период простоя трубы котла будут подвергаться коррозии под действием разбавленной кислоты. То есть сам Fe2(SO4)3 также будет способствовать коррозии металла с образованием FeSO4. Таким образом формируется цикл коррозии FeSO4→Fe2(SO4)3→FeSO4, **ускоряющий процесс коррозии. 3. Вред H2S. H2S образуется в результате разложения органических сульфидов, содержащихся в топливном газе в печах для нагрева, при высоких температурах. Кроме того, та часть H2S, которая не превратилась в SO2 в процессе сгорания топливного газа, также может попадать в дымовые газы. H2S легко взаимодействует с большинством металлов, образуя сульфиды. Степень коррозии зависит от защитных свойств пленки сульфида, которая образуется. При контакте стальных труб с углеродистой стали с H2S на их поверхности образуется слой внешней коррозии из сульфидов, который имеет рыхлую и хрупкую структуру. Под действием потока воздуха и других коррозионных газов сульфиды легко отслаиваются.