بررسی مکانیزم های خوردگی داغ سطوح بیرونی لوله های سوپرهیتر دربویلر کوره های ریورب مجتمع مس سرچشمه

نقش اصلی بویلرهای مجتمع مس سرچشمه در واحد ذوب، کنترل گرد و غبار و تنظیم دمای آن است. به علت شرایط کاری، لوله های سوپر هیتر این بویلرها در معرض اکسیداسیون و خوردگی داغ قرار دارند. در تحقیق حاضر توسط آزمایشات ترموگراویمتری مکانیزم های خوردگی داغ بررسی و همچنین نقش خزش لوله ها ناشی از دمای بالا و تنش های حرارتی که خود باعث تشدید خوردگی در دمای بالا می شود مشاهده گشت. در اثر چسبیدن رسوبات روی لوله ها و افزایش ضخامت آن و بر هم خوردن فرایند تعادل، انتقال حرارت در سطح لوله ها افزایش دمایی تا حدود ‏‎‏‎150c‎‏ به وجود می آید. با احتساب دمای کاری ‏‎750c‎‏ لوله های سوپر هیترثانویه، دما در زیر رسوبات به ‏‎900c‎‏ رسیده و در تاس با اتمسفر خورنده موجود که بیشتر شامل گاز ‏‎so2‎‏ است محیطی کاملا مناسب برای خوردگی داغ این لوله ها فراهم می گردد. آزمایشات نخست با تغییر نسبتهای اتمسفر با اندازه گیری تغییرات وزن نمونه ها و پس از 24 ساعت انجام شد در حالت دوم در اتمسفر با نسبت و دماهای 600 و 750 و 900 درجه سانتیگراد تغییرات وزن تا یکصد ساعت اندازه گیری شد. در حالت سوم با بکار بردن ترکیبات مختلف در نمک موجود، تاثیر این ترکیبات به صورت ممانعت کننده و تشدید کننده خوردگی مورد نظر قرار گرفت. تشکیل سولفیدهای زود ذوب در زیر لایه های اکسید بیان گر مکانیزم تخریب سولفیداسیون می باشد. در نمونه های فولاد کربنی ساده تشکیل این سولفیدها که عموما به صورت ‏‎fes‎‏ هستند نیاز به فشار جزئی سولفور کمتری نسبت به فولادهای کرم دار دارد که این خود نقش تشکیل لایه های اکسید محافظ به صورت ‏‎or2o3‎‏ را مشخص می کند. علاوه بر تشکیل لایه های اکسیدی کرم دار که نقش حفاظت کنندگی خوبی دارند، وجود فاز ‏‎crs‎‏ در فولاد کم آلیاژی هم به علت نقطه ذوب بالاتر نسبت به ‏‎fes‎‏ و همین طرو مسدود کردن مسیر نفوذ اکسیژن و گوگرد خود عامل مناسبی برای کاهش خوردگی شناخته شد. منحنی های مربع تغییرات وزن، مقادیر ثابت سرعت واکنش ها را برای فولادهای ساده کربنی بسیار بیشتر از فولادهای کرم دار مشخص نمود و نمودارهای لگاریتم سرعت واکنس بر حسب معکوس دما، انرژی اکتیواسیون لازم را برای حالت خوردگی داغ نسبت به حالت اکسیداسیون - سولفیداسیون بسیار بالاتر مشخص نمودند. این امر خود دلیلی بر تخریب لایه های اکسیدی توسط لایه نمک مذاب و نفوذ بیشتر سولفور و ایجاد چرخه مضر سولفات به سولفور می باشد در نهایت مشخص گردید که وجود ترکیبات ‏‎cuo‎‏ و ‏‎‏‎fe2o3‎‏ که بیشتر در رسوبات وجود دارند، خوردگی را افزایش می دهند و عناصری مثل ‏‎mg‎‏ و ‏‎ca‎‏ به علت تشکیل فازهایی با نقطه ذوب بالاتر و ‏‎al‎‏ به علت تشکیل پوسته مقاوم ‏‎al2o3‎‏ روی سطح می توانند به عنوان ممانعت کننده عمل کرده و خوردگی داغ را کاهش دهد.