Ανοξείδωτος Χάλυβας για Συστήματα Καθαρισμού Καυσαερίων από Θείο (FGD)

Οι υγροί καθαριστές καυσαερίων από θείο (FGD) αποτελούν μία από τις πιο διαβρωτικές περιοχές ενός εργοστασίου παραγωγής ενέργειας, και η επιλογή του κατάλληλου υλικού βασίζεται σε παράγοντες όπως οι χλωρίδιοι, το χαμηλό pH, οι συμπυκνούμενες οξέα και η απόσβεση, και όχι αποκλειστικά στη θερμοκρασία. Ο κατάλληλος ανοξείδωτος χάλυβας εξαρτάται από τη ζώνη: ο τύπος 316L μπορεί να είναι κατάλληλος για ήπιες περιοχές, αλλά ο απορροφητήρας, οι υγρές-ξηρές διεπιφάνειες και οι περιοχές συγκέντρωσης χλωριδίων απαιτούν συχνά τους τύπους 317L, διπλό 2205 ή υπεραυστηνιτικούς και υπερδιπλούς τύπους με 6 % μολυβδένιο. Αν επιλέξετε έναν υπερβολικά φτωχό σε σύνθεση κράμα, θα παρουσιάσει γρήγορα τρύπες και διαβρωτική διάβρωση σε σχισμές· αντίθετα, με τη σωστή επιλογή του τύπου, η λειτουργία του μπορεί να διαρκέσει δεκαετίες. Στην Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. βοηθούμε τους χειριστές να αντιστοιχίσουν το περιβάλλον στον κατάλληλο τύπο κράματος, ζώνη προς ζώνη.

Το υγρό περιβάλλον FGD
Σε ένα υγρό αποθειωτή με ασβεστόλιθο, τα ζεστά καυσαέρια συναντούν μία πάστα που απορροφά διοξείδιο του θείου, με αποτέλεσμα μία χημικά εχθρική μίξη. Τα χλωριούχα άλατα, που μεταφέρονται από τον άνθρακα και συγκεντρώνονται λόγω εξάτμισης και ανακυκλοφορίας, αποτελούν τον κύριο παράγοντα που προκαλεί την πιτινγκ και τη διάβρωση σε σχισμές· μπορούν να φτάσουν σε χιλιάδες ή δεκάδες χιλιάδες μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) στο υγρό που ανακυκλοφορεί. Το pH είναι χαμηλό, συνήθως μεταξύ 4 και 6 στην κύρια πάστα και πολύ χαμηλότερο στα τοπικά συμπυκνώματα, ενώ τα υπολειπόμενα είδη θείου σε συνδυασμό με το διαλυμένο οξυγόνο ενισχύουν την οξειδωτική οξύτητα.
Η σωματική επίθεση συσσωρεύεται στην χημεία. Οι στερεές ουσίες από ασβεστόλιθο και γύψο φθαρνούν επιφάνειες, ενώ η λιπαρότητα που κινείται μέσα από τα σπρέι, τους ακροφύλλους και τους σωλήνες ανακύκλωσης διαβρώνει τα προστατευτικά φύλλα. Τα χειρότερα σημεία είναι οι υγρές-αδάπνιες διεπαφές όπως η είσοδος, όπου το καυτό αέριο συναντά πρώτα το υγρό και η εξάτμιση συγκεντρώνει χλωρίδια και οξέα σε επιθετικά φιλμ που μπορούν να σχηματίσουν ακόμη και καλά κράμα υλικό. Η θερμοκρασία κυμαίνεται από ζεστή στην είσοδο σε κοντινή θερμοκρασία στο σωλήνα εξόδου, έτσι ώστε το καθεστώς διάβρωσης να μετατοπίζεται κατά μήκος της διαδρομής ροής.

Γιατί οι κανονικοί βαθμοί δυσκολεύονται
Μετράτε την αντοχή ενός αυστενίτη ή διπλού χάλυβα στην διάτρηση χλωριούχου με τον αντίστοιχο αριθμό αντοχής διάτρησης, PREN, υπολογισμένο περίπου ως χρώμιο συν 3,3 φορές μολυβδαίνιο συν 16 φορές άζωτο. Ένα υψηλότερο PREN σημαίνει ότι ο χάλυβας αντέχει υψηλότερο επίπεδο χλωριούχου και χαμηλότερο pH πριν από την εγκατάσταση των οπών.

316L, με PREN περίπου 25, αντέχει μόνο σε μέτρια επίπεδα χλωριόντων και υφίσταται γρήγορα πιτινγκ σε συγκεντρωμένα λύματα FGD, επομένως χρησιμοποιείται αποκλειστικά στις πλέον ήπιες ζώνες. Το 317L, με πρόσθετο μολυβδένιο, επεκτείνει ελαφρώς το εύρος εφαρμογής του. Το διπλό κράμα 2205 προσφέρει τόσο υψηλότερο PREN όσο και περίπου διπλάσιο όριο ροής σε σύγκριση με το 316L, επιτρέποντας τη χρήση λεπτότερων και ισχυρότερων τμημάτων στις γραμμές πάστας και τα εσωτερικά του απορροφητή. Όταν τα επίπεδα χλωριόντων ανέλθουν σε δεκάδες χιλιάδες ppm και το pH μειωθεί, μόνο τα υπεραυστηνιτικά κράματα 6Mo ή τα υπερδιπλά κράματα 2507 αντέχουν αξιόπιστα σε πιτινγκ και επιθετική επίθεση σε σχισμές.

Ζώνες υλικού καθ’ όλο το σύστημα
Ένα σύστημα FGD διαβάζεται καλύτερα ως μία σειρά περιβαλλόντων. Η εισαγωγική ζώνη και η ζώνη ψύξης, μία υγρο-ξηρή διεπιφάνεια με ζεστό αέριο, συμπυκνούμενο οξύ και συγκεντρωμένα χλωριούχα, είναι η πιο απαιτητική και συνήθως απαιτεί κατασκευή από υπερ-αυστηνιτικό χάλυβα 6Mo ή επενδυμένη κατασκευή. Η δεξαμενή απορρόφησης και τα εσωτερικά της, οι κεφαλές ψεκασμού και οι σωληνώσεις επανακυκλοφορίας εκτίθενται σε συγκεντρωμένο, απαιτητικό, χλωριούχο λάσπη σε μέτρια θερμοκρασία, όπου είναι συνηθισμένοι οι διπλοί χάλυβες 2205 ή υπερ-αυστηνιτικοί βαθμοί. Οι σωληνώσεις επανακυκλοφορίας και αποστράγγισης λάσπης, που εκτίθενται σε διάβρωση-διάβρωση λόγω ερωσιού, επωφελούνται από την αντοχή των διπλών χαλύβων και την τιμή PREN. Η έξοδος της σωλήνωσης και η περιοχή του απομακρυντή ομίχλης, ψυχρότερη και συχνά με χαμηλότερη συγκέντρωση χλωριούχων, αλλά υγρή και όξινη, μπορεί να χρησιμοποιεί χάλυβα 317L ή διπλό, ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες. Η σωλήνωση κατεύθυνσης προς τα κάτω, που έχει επαναθερμανθεί ή είναι ξηρή, είναι πιο ήπια και χρησιμοποιεί λιγότερο συνθετικούς βαθμούς.
Εφόσον κάθε ζώνη διαφέρει, ένα ελάχιστο κράμα σπάνια καλύπτει ολόκληρο το σύστημα. Αν υπερπροδιαγράψετε παντού, σπαταλάτε χρήματα· αν υποπροδιαγράψετε στην είσοδο ή στον απορροφητήρα, εισκαλείστε αποτυχία. Η χαρτογράφηση της συγκέντρωσης χλωριδίων, του pH, της θερμοκρασίας και της διάβρωσης για κάθε τοποθεσία αποτελεί τον πειθαρχημένο τρόπο επιλογής.

Σχισμές, συγκολλήσεις και κατασκευή
Ακόμη και το κατάλληλο κράμα αποτυγχάνει νωρίς, εάν παραμεληθούν οι σχισμές και οι συγκολλήσεις. Οι μανδύες, οι επικαλυπτόμενες βιδωτές συνδέσεις, οι αποθέσεις και οι συγκολλήσεις με μη πλήρη διείσδυση δημιουργούν σχισμές, όπου συγκεντρώνονται τα χλωρίδια και ξεκινά η τρύπωση σε επίπεδο χαμηλότερο από εκείνο που θα αντέχει το μέταλλο στο σύνολό του. Σχεδιάστε έτσι ώστε να ελαχιστοποιείτε τις σχισμές, να προτιμάτε συγκολλήσεις με πλήρη διείσδυση και να επιτρέπετε αποστράγγιση, ώστε να μην συσσωρεύονται στερεά.
Η συγκόλληση πρέπει να προστατεύει την αντίσταση στη διάβρωση. Για τους διπλούς βαθμούς, η ελεγχόμενη είσοδος θερμότητας και το κατάλληλο υλικό συγκόλλησης διατηρούν την ισορροπία φερρίτη-αυστηνίτη και αποτρέπουν τη δημιουργία εμβριθυντικών φάσεων· για τους υπεραυστηνιτικούς βαθμούς, τα υπερσυγκεντρωμένα σε νικέλιο υλικά συγκόλλησης αντισταθμίζουν τον διαχωρισμό μολυβδαινίου στη συγκόλληση. Το χρωματισμό από τη θερμότητα πρέπει να αφαιρεθεί και οι επιφάνειες να επαναπασσιβοποιηθούν, διότι οι περιοχές της συγκόλλησης που έχουν ελαττωμένη περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι ακριβώς εκείνες όπου εισέρχεται το υγρό FGD μετά την πρώτη επαφή. Η θετική ταυτοποίηση του υλικού (PMI) στους εισερχόμενους αγωγούς και τις εξαρτήσεις αποτρέπει το δαπανηρό λάθος της χρήσης ενός φτωχού βαθμού σε περιοχή υψηλής συγκέντρωσης χλωριόντων.

Γιατί οι αναβαθμίσεις είναι συχνά απαραίτητες
Πολλά συστήματα FGD κατασκευάστηκαν αρχικά με επενδύσεις ή με λιγότερο ανθεκτικά κράματα ανοξείδωτου χάλυβα, και αργότερα βελτιώθηκαν καθώς αυξήθηκαν οι χλωρίδιοι του καυσίμου, οι κύκλοι φόρτισης προκάλεσαν περισσότερη συμπύκνωση ή οι αστοχίες των επενδύσεων αποκάλυψαν το υπόστρωμα. Οι άνθρακες με υψηλότερη περιεκτικότητα σε χλωρίδια, η ανακύκλωση νερού που συγκεντρώνει άλατα και οι αυστηρότεροι περιορισμοί εκπομπών που προσθέτουν υγρές φάσεις ωθούν όλο και περισσότερο το περιβάλλον προς κράματα με υψηλότερη τιμή PREN. Η αναβάθμιση σε διπλού τύπου (duplex) ή υπερ-αυστηνιτικά κράματα μειώνει το πάχος των τοιχωμάτων λόγω της υψηλότερης αντοχής τους, μειώνει τις διακοπές συντήρησης και επεκτείνει τη διάρκεια ζωής, γεγονός που συχνά δικαιολογεί το υψηλότερο κόστος των κραμάτων σε σχέση με τα υπόλοιπα χρόνια λειτουργίας του εργοστασίου.

Πρακτικές Οδηγίες
Επιλέξτε υλικά FGD ζώνη προς ζώνη με βάση τη συγκέντρωση χλωριδίων, το pH, τη θερμοκρασία και τη διάβρωση από τριβή, χρησιμοποιώντας το PREN ως οδηγό προκαταρκτικής επιλογής: μόνο 316L για ήπιες περιοχές, 317L και διπλό 2205 για μεσαίες έως υψηλές συγκεντρώσεις χλωριδίων, και υπερ-αυστηνιτικό 6Mo ή υπερ-διπλό 2507 για την είσοδο, τον απορροφητήρα και το συγκεντρωμένο υγρό. Ελαχιστοποιήστε τις ραφές, χρησιμοποιήστε τα κατάλληλα υλικά συγκόλλησης και αφαιρέστε το χρωματισμό από τη θερμότητα. Η Wenqiang προμηθεύει σωλήνες, σωληνάκια και εξαρτήματα από 316L, 317L, διπλό 2205 και υπερ-διπλό 2507/S32750 με δοκιμές PMI, χημικές, μηχανικές και διαβρωτικές, ώστε οι χειριστές να μπορούν να αντιστοιχίσουν κάθε ζώνη του καθαριστήρα με ένα επαληθευμένο και σωστά πιστοποιημένο κράμα.

Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Γιατί το 316L είναι συχνά ανεπαρκές για τους καθαριστήρες FGD;
Α: Το 316L έχει PREN περίπου 25 και αντέχει μόνο σε μέτριες συγκεντρώσεις χλωριδίων. Το υγρό FGD συγκεντρώνει χλωρίδια σε χιλιάδες ή δεκάδες χιλιάδες ppm σε χαμηλό pH, οπότε το 316L υφίσταται γρήγορα πιτινγκ και διάβρωση σε ραφές, εκτός από τις πιο ήπιες ζώνες.
Ε: Πώς επιλέγετε ανοξείδωτο χάλυβα για διαφορετικές ζώνες FGD;
Α: Χαρτογραφήστε τη συγκέντρωση χλωριδίων, το pH, τη θερμοκρασία και τη διάβρωση για κάθε τοποθεσία, και στη συνέχεια επιλέξτε το PREN: 316L για ήπιες ζώνες, 317L και διπλό 2205 για μετρίως έως υψηλά επίπεδα χλωριδίων, και 6Mo υπερ-αυστηνιτικό ή υπερ-διπλό 2507 για την επιθετική περιοχή εισόδου, απορροφητήρα και συγκεντρωμένου διαλύματος.

Για ανοξείδωτο υλικό σωλήνων, σωληνίσκων και εξαρτημάτων FGD βαθμού, σε 316L, 317L, 2205 και 2507, με πλήρη PMI και δοκιμές διάβρωσης, επικοινωνήστε με την Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. στο +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/