פלדת אל חלד למערכות ניקוי גזים ממערכת הסרת גופרית (FGD)

מערכת ניקוי גז רטובה (FGD) היא אחת המקומות הקורוזיביים ביותר בתחנת כוח, ובבחירת החומר לה יש חשיבות רבה יותר מאשר טמפרטורה בלבד – החלטות מתבססות על נוכחות כלורידים, pH נמוך, חומצות מưngשות וסחיפה. פלדת אל חלד המתאימה תלויה באיזור: 316L עשויה לשמש באיזורים קלים יחסית, אך במאגר הספיגה, באזורים המתחברים בין מצב רטוב לייבש, ובאזורים בהם נוצרים ריכוזים גבוהים של כלורידים נדרשים לעיתים קרובות סגסוגות כמו 317L, דו-פазית 2205 או סגסוגות אוסטניטיות-על עם 6% מוליבדן ודו-פازיות-על. בחירה של סגסוגת חלשה מדי תביא לחורים ולתהליכי קורוזיה בחריצים תוך זמן קצר; לעומת זאת, התאמת הסגסוגת הנכונה תאפשר פעילות ללא תקלות במשך עשורים. ב־Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. אנו עוזרים למפעילים להתאים את הסגסוגת לסביבה, אזור אחר אזור.

הסביבה הרטובה של FGD
במנקה אבן גיר לח, גז מחלף חם נפגש עם תערובת דביקה שסופגת דו-תחמוצת הגופרית, והתוצאה היא תערובת כימית אגרסיבית. כלורידים, שנישאים בפחם ומרוכזים על ידי התאדות ומחזור חוזר, הם הגורם העיקרי לתקיעות ולתהליכים של קורוזיה בחריצים, והם יכולים להגיע לאלפים או עשרות אלפים של חלקים למיליון בנוזל המוחזר. ערך ה-pH נמוך, לרוב בין 4 ל-6 בתערובת הדביקה הכללית, ונמוך בהרבה בקונדנסט המקומי, וסוגי גופרית שנותרו בתמיסה יחד עם חמצן מומס מוסיפים חומציות מחמצנת.
התקפה פיזית מתווספת לפעילות הכימית. גופי סידן ופלדספַר מגררים את המשטחים, והתערובת הנוזלית שזורמת דרך ראשי הזרקה, הפקקים והצינורות החוזרים גורמת לבלאי של סרטים מגנים. המקומות הגרועים ביותר הם אזורים של חיבור בין לחות ליובש, כמו בכניסה, שם הגז החם נפגש לראשונה עם הנוזל והאידוי מרוכז כלורידים וחומצות לסרטים תוקפניים שיכולים לחדור גם חומרים בעלי יסוד עשיר. תנודות הטמפרטורה מהחמה בכניסה עד לטמפרטורת הסביבה כמעט בקווים היוצאים, ולכן אופי הקורוזיה משתנה לאורך מסלול הזרימה.

למה דרגות סטנדרטיות נכשלות
את עמידות הפלדה האוסטניטית או הדואלקסית בפני חדירה של כלורידים מעריכים בעזרת מספר עמידות החדרה (PREN), שחושב בקירוב ככروم ועוד 3.3 פעמים מוליבדן ועוד 16 פעמים חנקן. ככל שערך ה-PREN גבוה יותר, כך הפלדה יכולה לסבול ריכוזי כלורידים גבוהים יותר ו-pH נמוך יותר לפני שהחדרה מתחילה.

316L, עם ערך PREN קרוב ל-25, מסוגל להתמודד רק עם רמות נמוכות של כלוריד ומציג התפרצות מהירה של חורים בתריסת FGD מרוכזת, ולכן משמש רק באזורי המערכת הקלים ביותר. 317L, שמכיל מוליבדנום נוסף, מרחיב מעט את הטווח. דו-פазית 2205 מציעה גם ערך PREN גבוה יותר וגם חוזק נyield כפול ביחס ל-316L, מה שמאפשר להשתמש בחתכים דקיקים וחזקים יותר במערכות צינורות הטריזה ובחלקים הפנימיים של המבליע. כאשר ריכוז הכלורידים עולה לאלפי המאות של ppm ו-pH יורד, רק חומרים מסוג 6Mo סופר אוסטניטי או דו-פازית סופר 2507 עומדים בדרישות באופן אמין נגד תופעות החדרה והחדרה בפינות.

אזורי חומר לאורך המערכת
מערכת FGD מובנת בצורה הטובה ביותר כסדרה של סביבות. אזור הכניסה והאשכול, שהוא ממשק לח-יבש עם גז חם, חומצה מתעבה וכולרידים מרוכזים, הוא הקשה ביותר, ומדורש בדרך כלל בנייה מסגסוגת סופר-אוסטניטית 6Mo או מבנה מצופה. מכל המספג ורכיביו הפנימיים, ראשי הזרקה והצינורות החוזרים, נחשפים לתערובת דביקה, עתירת כולרידים ומרחפת בטווח טמפרטורות מתון, שם נפוצים סגסוגות דו-פазיות 2205 או סגסוגות סופר-אוסטניטיות. צינורות החזרה והדיפוזיה של התערובת, אשר חשופים לנגיף-קורוזיה, נהנים מהחוזק של הסגסוגות הדו-פازיות ומהערך PREN שלהן. צינור היציאה ואזור מאבד האדים, שקריר יותר ולעיתים נמוך יותר ברמת הכולרידים אך לח וחומצי, עשוי להשתמש בפלדת 317L או בסגסוגות דו-פазיות בהתאם לתנאים המקומיים. הצינורות היבשים או המחוממים מחדש בחלק התחתון הם פחות קשיחים ודורשים סגסוגות פשוטות יותר.
מכיוון שכל אזור שונה, סגסוגת אחת נדירה שמתאימה לכל המערכת. אם תגדירו דרישות מופרזות בכל מקום, תבזבזו כסף; ואם תגדירו דרישות נמוכות מדי בכניסה או במאגר, תזמינו כשל. מיפוי ריכוז כלורידים, pH, טמפרטורה וסחיפה עבור כל מיקום הוא הדרך המנומקת לבחירת הסגסוגת.

שברים, חיבורים על ידי ריתוך ותהליך ייצור
אפילו הסגסוגת הנכונה תיכשל מוקדם אם ישאירו את השברים והחיבורים על ידי ריתוך ללא טיפול. צמדים, חיבורים בולטים, משקעים וחיבורים על ידי ריתוך שלא חדרו לחלוטין יוצרים שברים שבהם מתרכזים כלורידים ומתחילים פגמים מתחת לרמה שהמתכת העיקרית הייתה יכולה לסבול. עיצבו כך שתשמשו לשבר מינימלי, העדיפו חיבורים על ידי ריתוך שחדרו לחלוטין והבטיחו ניקוז כדי שחלקיקים לא יתגבשו.
הלחמה חייבת להגן על התנגדות הקורוזיה. בדרגות הדופלקס, קליטת חום מבוקרת ומילוי תקין שומרים על האיזון בין פראיט ואוסטניט ומניעים היווצרות של פאזות המפחיתות את היציבות; בדרגות האוסטניטיות המתקדמות, מילוי ניקל עשיר מדי משלים את הסגגרציה של מוליבדנום באזור הלحام. יש להסיר את צבע החום ולחדש את העברת השכבה (repassivation) של המשטחים, משום שאזורי הלحام שמתוכם נחלש הכרום הם בדיוק המקומות שבהם נוזל ה-FGD חודר ראשונה. זיהוי חומרי חיובי (PMI) על צינורות וחיבורים הנכנסים מונע מראש את השגיאה היקרה של שימוש בדרגה דלה באזור עם ריכוז גבוה של כלורידים.

מדוע עדכונים נדרשים לעיתים קרובות
מערכות FGD רבות נבנו בתחילה עם שכבת בידוד או עם נירוסטה דקה יותר, ולאחר מכן שודרגו כאשר רמות הכלורידים בדלק עלו, מחזורי עומס גרמו להתייצבות מוגברת של קondenציה, או כשכישלונות בשכבה המבודדת חשפו את החומר הבסיסי. פחמים בעלי ריכוז גבוה של כלורידים, שחזור מים שמר concentration של מלחים, וגבולות הדחקה צמודים יותר שמוסיפים שלבים רטובים – כולם מגדילים את הדרישה לאלומיניום בעל ערך PREN גבוה יותר. שדרוג לדרגות דו-גופני או סופר אוסטניטי מקטין את עובי הקירות בזכות חוזק גבוה יותר, מקצר את תקופות התיקון, ומאריך את תוחלת החיים, מה שמצדיק לעתים קרובות את העלויות הגבוהות יותר של האלומיניום לאורך השנים הנותרות של פעילות המפעל.

הַנְחָיוֹת עֲשִׂיְּמוֹת
לבחור את חומרי ה־FGD באזור אחר אזור בהתאם לרמת הכלורידים, ערך ה־pH, הטמפרטורה והחיסון לבלאי, תוך שימוש ב־PREN כמדריך לסינון: 316L רק לאזורי מזדחלים, 317L ודו־פазית 2205 לאזורי כלורידים בינוניים עד גבוהים, וסופר־אוסטניטית 6Mo או דו־פازית מתקדמת 2507 עבור הכניסה, המגשימיה והנוזל המרוכז. יש למזער סדקים, להשתמש במולאים הנכונים ולסלק את צבע החום שנוצר מהחום. ונקיאנג מספקת צינורות, צינורות דקיקים וחיבורים מסוג 316L, 317L, דו־פازית 2205 ודו־פאזית מתקדמת 2507/S32750 עם בדיקות זיהוי חומרי (PMI), ניתוח כימי, בדיקות מכניות ובדיקות התנגדות לקורוזיה, כך שמבקרים יכולים להתאים כל אזור של מגשימיה לאלLOY מאושר ומואמן כראוי.

שאלות נפוצות
ש: למה 316L נוטה להיות בלתי מספקת לעתים קרובות במגשימות FGD?
ת: ל־316L יש ערך PREN של כ־25 והיא מתנגדת רק לרמות נמוכות של כלורידים. נוזל ה־FGD מריכת כלורידים לאלפי או עשרות אלפים של ppm בערך pH נמוך, ולכן 316L נוטה ליצירת פיטינג ולקורוזיה בסדקים במהרה, למעט באזורי הקיצון המזדחלים.
ש: כיצד בוחרים נירוסטה לאזורי FGD השונים?
א: למפות את ריכוז הכלוריד, ה-pH, הטמפרטורה והחיטוט בכל מיקום, ואז להתאים את ערך PREN: 316L לאזורי חומרה קלה, 317L ו-2205 דו-גוני לאזורי חומרה בינונית עד גבוהה של כלוריד, ו-6Mo סופר אוסטניטי או דו-גוני סופר 2507 לכניסה האגרסיבית, המבליע והנוזל המרוכז.

לצינורות, צינורות וחלקי חיבור נירוסטה בדרגת FGD ב-316L, 317L, 2205 ו-2507 עם בדיקת זיהוי חומרים מלאה (PMI) ובדיקות קורוזיה, יש ליצור קשר עם Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. בטלפון +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/