|

Voorbeeld van druppelerosie aan een turbineschoep.


Erosie corrosie van het staal oppervlak als gevolg van zeer hoge watersnelheden in een superkritische ketel,foto boven. Op sommige plaatsen zijn de magnetiet kristallen door zeer plaatselijke turbulentie geerodeerd, foto onder.

Test opstelling voor de erosiecorrosie testen . Er zijn in totaal 24 testkamers aanwezig.

Een van de stroombuizen met een getest proefplaatje.

Twee aanéén gelaste platen met GKEMA waarden van 81 en 53 zijn afkomstig van een waterafscheider uit een drukwaterreactor in Zweden.

Een aangetaste lage druk voorwarmer. Bij ontmanteling en analyse van de staalsamenstellingen bleek dat de voorwarmer was opgebouwd uit 2 batches staal uit verschillende GKEMA waarden.

|
Erosie corrosie in waterstoom systemen. Wally Huijbregts
Handboek Stoom, Uitgeverij Nassau, augustus, 2006 pg 7130-1 tot 7130-34. (paper 60)
Volledige publicatie pdf
Samenvatting
De belangrijkste corrosievormen in de water-stoom kringloop zijn: erosiecorrosie , verdampercorrosie en spanningscorrosie.
Bij vloeistoferosie of erosiecorrosie in waterstoom kringlopen zijn drie factoren van groot belang:
de waterconditionering
de stromingscondities
de staalsamenstelling.
Bovenstaande drie factoren zullen worden toegelicht.
Daarnaast zullen nog enkele modellen voor de berekening van de materiaal afname door erosiecorrosie worden besproken en zal aan de hand van schadegevallen het belang van de materiaalkeuze worden onderstreept.
Conclusies
In de ketel en apparatenbouw is erosiecorrosie een belangrijke schadeoorzaak. In dit verband moeten de drie factoren waterconditionering, constructie en materiaalkeuze steeds kritisch worden bekeken. Elk van deze drie factoren kan doorslaggevend zijn bij het optreden van de schade.
Met de ontwikkelde modellen, gebaseerd op het werk van Kastner en Riedle, kan de erosiecorrosie weerstand onder bedrijfsvoeringcondities redelijk goed worden voorspeld. Het model is geldig voor water stroming en water-stoom twee fase stroming.
Materiaalspecificaties voor ongelegeerde en laag gelegeerde stalen met betrekking tot corrosieweerstanden worden nog niet toegepast, terwijl toch uit onderzoek bekend is dat variaties in de samenstelling van de ongelegeerde stalen een zeer grote invloed uitoefenen op de corrosieweerstand.
In erosiecorrosie gevoelige componenten zoals voorwarmers, economisers en natte stoom leidingen moet het staal op weerstand tegen erosiecorrosie worden gespecificeerd. Uit bedrijfservaringen blijkt dat een staal met een G kema waarde van minder dan 80 (Cr-equivalent hoger dan 0,09) weinig risico inhoudt voor erosiecorrosie.
Enkele Figuren uit de publicatie

De evenwichtsinstellingen van magnetiet met Fe 2+ , FeOH + , Fe(OH) 2 en HFeO 2 - . De oplosbaarheden zijn afhankelijk van temperatuur, pH waarde en het H 2 gehalte.

De gemeten en berekende erosiecorrosie gevoeligheden van de geteste C-stalen. De stalen afkomstig van schadegevallen zijn apart vermeld.
G KEMA = 90 –160 Cu –115 Cr –40 Mo + 35 C (22)

De verdeling van de erosiecorrosie gevoeligheid over de ongelegeerde staalsoorten in de database. Het bleek dat de stalen van de schadegevallen door erosiecorrosie alle een berekende G KEMA hadden lager dan 80.
Vult men deze waarde van 80 in de G KEMA formule dan kan men het Cr-equivalent definiëren als:
Cr-equivalent = Cr +1.4 Cu + 0.3 Mo - 0.3 C > 0.09
Voor een staal dat bestand is tegen erosiecorrosie onder niet al te extreme condities (stroming en waterkwaliteit) dient het Cr-equivalent hoger dan 0.09 te zijn. Duidelijk is dat het Cu-gehalte in het staal een nog groter effect heeft op de erosiecorrosieweerstand dan het Cr-gehalte!

De gemeten en de volgens het KWU model berekende materiaal afnamen

De berekende erosie corrosie snelheid bij toenemend zuurstofgehalte en verschillende pH waarden volgens het KASEC model.
Twee sterk door erosiecorrosie aangetaste schakelarmen van voedingwaterpompen.
Foto links: Schakelarm na 40000 uren in bedrijf.
Foto rechts: Schakelarm na 10000 uur aangetast.(foto's KEMA).

Een door erosiecorrosie aangetaste bocht van een 'steaming eco " De G KEMA waarde was hoog (92), (foto KEMA).Aan de binnenzijde van de bochten droogt het pijpoppervlak op en zetten zich grove magnetiet octaëders af. De G KEMA waarde van het pijpmateriaal was hoog (92). Het probleem is opgelost door de bochten te vervangen en uit te voeren in staal 13CrMo4.4 (bevat 1 % Cr). Een 0.5 of 1% Cr staal heeft al een hoge weerstand tegen erosiecorrosie in natte stoom. Door nu in de waterkringloop stalen zonder speciale aandacht voor de corrosieweerstand toe te passen, is gelijk aan het spelen van 'Russische Roulette. Corrosieproblemen in bestaande eenheden moeten dan worden opgelost door aanpassing van de waterconditionering, wat vaak veel geld zal kosten.
|