påslag och högtemperaturkorrosion - Svensk Fjärrvärme

More documents

Recommendations

Info

Svensk Fjärrvärme AB │ FoU TPS 2004:11 Påslag och högtemperaturkorrosion – ett välkänt samband? Bild 7 Utvärdering av provring genom etsning. Vikt [g] 24.7 24.6 24.5 24.4 Viktsminskning orsakad av korrosion Etsning Efterexp Initial 0 1 2 3 4 5 6 7 4. Inledande försök Etsning nr För att undersöka hur påslag och korrosion av typiska tubmaterial varierar med halterna av klor, svavel och andra askämnen genomfördes försök i en 20 kW fluidbäddsreaktor. Luftkylda termostaterade sonder kan användas i den för att exponera provringar för en förbränningsatmosfär där påslag initialt bildas och sedan ”förhoppningsvis” ett korrosionsangrepp uppstår. Eftersom korrosion ofta är en långsam process ifrågasattes möjligheten att köra tester i labbskala som ju av praktiska skäl medför att provtiden blir begränsad. För att undersöka vilken provtid som erfordras för att få ett detekterbart korrosionsangrepp på provmaterialet genomfördes därför inledande tester med ett tubmaterial, DOMEX 350W (Corten) från Wirsbo Bruk, som vanligen används i skorstenar och lågtemperatur värmeväxlare. Materialet valdes för dessa prov då det har en något förhöjd korrosionsbeständighet i lågtemperaturområdet och därför borde ge en viss indikering på lämplig provtid. En del av ringarna doppades i en saltlösning innan de värmebehandlades i en elektrisk ugn vid 400°C eller 600°C. Tiden för värmebehandling var 5 eller 24 timmar. Efter värmebehandlingen utvärderades ringarna med Clarkes lösning. De resulterande godsförlusterna visas i 0 för de olika ringarna. Som syns i figuren kan man redan vid 400°C se en tydlig godsförlust redan efter 5 timmars värmebehandling, speciellt med saltlösning närvarande. Vid 600°C är godsförlusten större. Ringar med saltlösning angrips i högre utsträckning av korrosion. Försöken visar att signifikanta resultat kan åstadkommas med exponeringstider på några timmar. Det ska dock påpekas att de resultat som erhålls från korta exponeringstider troligen återspeglar den korrosionsmekanism som är verksam då beläggningen börjar bildas, vilket inte behöver vara samma mekanism som under beläggningens tillväxtperiod. Korrosionshastigheten (i gram per yta och tidsenhet) under 5 timmars exponering är högre än efter 24 timmar vilket kan tolkas som att den initiala korrosionen sker efter en snabbare mekanism som sedan avtar, medan en annan långsammare mekanism tar över. Men det kan även vara så att mekanismen är en och densamma men att ett allt tjockare lager av korrosionsprodukter ger en viss │ 13
Svensk Fjärrvärme AB │ FoU TPS 2004:11 Påslag och högtemperaturkorrosion – ett välkänt samband? 14 │ passivisering. Det kan till exempel vara så att efterhand som ett korroderat skikt bildas minskar transporten av syre in till korrosionsfronten och reaktionshastigheten sjunker. Inga slutsatser om huruvida en, två eller flera korrosionsmekanismer är inblandade kan dras utifrån det begränsade underlaget som dessa försök utgör. Bild 8 Uppmätt godsförlust för provringar värmda i ugn med och utan saltlösning. Godsförlust mg 700 600 500 400 300 200 100 0 Utan salt 400 C Med salt 400 C Utan salt 600 C Med salt 600 C 5 5 5 5 5 5 5 5 24 24 24 24 Exponeringstid, timmar 5. Försök med sonder i fluidbäddsreaktor Tre temperaturkontrollerade sonder placeras på olika höjd i fluidbäddreaktorn, se 0, den undre för att efterlikna förhållanden i eldstaden och de övre för att efterlikna förhållandena vid överhettare. I den under positionen, motsvarande ungefär halva höjden i reaktorn, är gastemperaturen omkring 800°C. På den lägre sonden utförs provringarna av typiskt material för eldstadsväggar och hålls vid en temperatur av omkring 400°C. De övre sonderna hålls vid 450 och 550°C vilket motsvarar tuber med överhettad ånga och är utförda i typiska överhettarmaterial. Rökgasens temperatur i reaktorn är 600 till 750°C i detta område. Experimenten i fluidbäddreaktorn genomfördes med pelleterad salix som bränsle, se analys i Bilaga 1. Det var önskvärt med ett bränsle med relativt hög askhalt och en asksammansättning som underlättar den önskade bildningen av påslag på provsonderna samtidigt som bäddsintring undviks. Då exponeringen av provmaterial kräver en stabil drift av labbreaktorn i mer än 5 timmar valdes ett bäddmaterial med dokumenterat låg sintringsbenägenhet. Bäddmaterialet var ”GR Granule”, en stålverksslagg från Finland, som har använts tidigare i projekt p å TPS lab. En typisk masugnsslagg som GR Granule består främst av kalciumsilikater med en hög smältpunkt. Analys av bäddmaterialets redovisas i Bilaga 1. För att undersöka inverkan av olika kända problemämnen i påslags- och korrosionssammanhang doserades olika vattenlösningar av salter eller syror till bädden under pågående eldning. De ämnen som tillsattes var kalcium, kalium, natrium och zink samt klor och svavel. Metalljonerna doserades i form av acetater, som är lättlösliga i vatten, se 0. Klor och svavel doserades som saltsyra respektive svavelsyra, se 0. Svavelsyra valdes för att ge direkt tillgång till sulfatbildande svavel utan mellansteg via SO2, vars uppoxidering till sulfatbildande SO3 annars är kinetiskt kontrollerad (hämmad). För att undvika utfällningar (till exempel CaSO4) gjordes tillsatserna genom två skilda linjer, en för acetatblandningar och en för syrablandningen, via en kyld sond till eldstaden med varsin Tecuria-vätskepump.
Page 1 and 2: påslag och högtemperaturkorrosion
Page 3 and 4: I rapportserien publicerar projektl
Page 6: Svensk Fjärrvärme AB │ FoU TPS
Page 10 and 11: Svensk Fjärrvärme AB │ FoU TPS
Page 32 and 33: Tabell 2. Matning av salixpellets,

påslag och högtemperaturkorrosion - Svensk Fjärrvärme

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?