 |
|
СостАВ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Образующиеся на поверхностях теплообмена эксплуатационные отложения можно подразделить на следующие группы [24, 80, 86] .
Щелочноземельные - образуются на охлаждаемых поверхностях дизелей (если в системах охлаждения не используются антикоррозионные масла); в теплообменных аппаратах (испарителях, холодильниках, подогревателях, конденсаторах), у которых греющей или нагреваемой средой является пресная или забортная вода; на внутренних поверхностях вспомогательных и утилизационных котлов, если в качестве питательной воды используется береговая пресная вода.
Железо- и медно-окисные - образуются на внутренних поверхностях вспомогательных и утилизационных котлов, если в качестве питательной воды используется конденсат.
Органические осадки и отложения — образуются на внутренних поверхностях подогревателей топлива и масла, масляных холодильников; в охлаждаемых полостях судовых ДВС при использовании антикоррозионных масел; охлаждаемых маслом полостях судовых ДВС при использовании антикоррозионных масел; охлаждаемых маслом полостях поршней главных двигателей; в воздухоохладителе; воздушных трактах дизелей; судовых емкостях для хранения топлива и масла.
Нагар - образуются на поверхностях паровых котлов с огневой стороны.
Химический состав и физическая характеристика отложений приведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1. Характеристика эксплуатационных отложений
| Группа отложений | Химический состав | Химический символ | Вид отложений (накипи) | Физическая характеристика накипей |
| Щелочно-земельные | Соли щелочно-земельных металлов кальция Са и магния Mg, связанные карбонатными, сульфатными, фосфатными силикатными или гидроксильными анионами | СаС03 | Карбонатная аморфная | Мягкая |
| СаС03 | Карбонатная (кристаллическая) | От порошка до твердой | ||
| CaS04 | Сульфатная гипсовая (кристаллическая) | Твердая плотная | ||
| Са3(Р04) | Фосфатная | - | ||
| Mg3(P04) | ||||
| CaSi03 | Силикатная | Твердая | ||
| MgSi03 | ||||
| Железо- и медно-окисные | Железоокисная | Fe203; Fe304 | Твердая | |
| Железофосфатная | Fe3(P04) ·NaFe04 | |||
| Железосиликатиая | Na20· Fe203· Si02 | |||
| Медно-окисная | CaO; Cu2O | |||
| Органические осадки и отложения | Осаждения механических примесей и полимеризация нефтепродуктов | - | Маслообразные продукты (углеводороды), смолы, асфальгены, карбены, карбоиды и минеральные примеси | Мягкие и твердые в зависимости от рабочей среды (жидкости, воздуха) |
| Нагар | Минеральная (зольная) часть и продукты органического происхождения (масла, смолы, окси-кислоты, асфальтены, карбены и карбоиды) | - | То же | То же |
Состав накипи в теплообменных аппаратах со стороны забортной воды зависит от ее рабочей температуры (см. 6.2.2).
При нагревании береговой пресной воды щелочноземельные отложения появляются при температуре более 60° С и носят смешанный характер: карбонатные накипи обычно откладываются в виде плотных кристаллических слоев на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов, работающих при низких значениях рН воды и при температуре ниже 90 С; сульфатная и силикатная накипи откладываются по всей испарительной поверхности равномерно по толщине и обладают большой прочностью.
Теплоизоляционные свойства отложений зависят от их физико-химических показателей (типа, структуры, толщины, качества сцепления с поверхностью металла). Накипи с низкой теплопроводностью вызывают перерасход топлива и местный перегрев металла котла (см. 3.2).
Особенно опасны для судовых паровых котлов накипи, пропитанные нефтепродуктами, так как они имеют самую низкую теплопроводность. Железо- и медно-окисные отложения образуются на теплонапряженных поверхностях нагрева при питании парового котла водой с повышенным содержанием окислов металла. Окислы металлов поступают в питательную воду в результате коррозии конденсатно-питательного тракта, трубных пакетов подогревателей и цистерн запаса котловой воды Основная часть железо- и медно-окисного шлама оседает на поверхностях, в районе которых скорость циркуляции котловой воды низка. Железо- и медно-окисные отложения образуют вторичные накипи. Теплопроводность окисных накипей значительно выше, чем щелочноземельных, поэтому они не вызывают повышения теплонапряженности элементов котла. Вместе с тем под слоем железо- и медно-окисной накипи начинается интенсивный процесс подшламовой коррозии металла котла, особенно характерный для котлов с высокой тепловой нагрузкой поверхности нагрева. Органические осадки образуются вследствие физической и химической нестабильности нефтепродуктов. На поверхностях нагрева подогревателей топлива и масла происходит термическое разложение нефтепродуктов особенно в приграничном слое поверхности теплопередачи подогревателя. Топливо разлагается по схеме: углеводороды - смолы -асфальтены - карбены (карбоиды). Непосредственно у стенки металла трубного пучка теплообменника преобладают углистые отложения карбенов и карбиодов, а на наружной стороне - маслообразные продукты и смолы. На наружных поверхностях нагрева паровых котлов, деталях газовоздушного тракта и ЦПГ судовых дизелей нагары образуются вследствие неполного сгорания топлив и масел.