Повышение коррозионной стойкости железнодорожных цистерн, оборудования промывочно-пропарочных станций и котельных тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Янкелевич, Александра Исааковна

• Янкелевич, Александра Исааковна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Янкелевич, Александра Исааковна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ.

1.1. Обзор аварийных ситуаций и инцидентов при перевозке опасных грузов.

1.2. Обзор коррозионных повреждений трубопроводов и парогенераторов.

1.3. Технико - экономические и экологические последствия коррозионных повреждений.

1.4. Основные методы борьбы с коррозией.

1.5. Характеристика октадециламина и его поведения в водных растворах при различных параметрах.

1.6. Выводы и постановка задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ПРОДУКТОВ НА КОРРОЗИЮ КОТЛОВ ЦИСТЕРН, ТРУБОПРОВОДОВ И ПАРОГЕНЕРАТОРОВ.

2.1. Эксплуатационные исследования коррозии внутренних поверхностей котлов цистерн.

2.2. Лабораторные исследования.

2.2.1. Выбор сталей и конструкций для коррозионных образцов.

2.2.2. Выбор коррозионно-агрессивных сред.

2.2.3. Методика статических и динамических испытаний.

2.2.4. Установка, разработанная для статических испытаний.

2.2.5. Установка, разработанная для динамических испытаний. 4.

2.2.6. Анализ и математическая обработка результатов лабораторных исследований.

2.2.7. Установка для имитации эксплуатационных условий работы железнодорожных цистерн.

2.2.8. Выводы.

2.3. Эксплуатационные исследования.

2.3.1. Методика проведения исследований на трубопроводах.

2.3.2. Дополнительное оборудование для экспериментальных исследований.

2.3.3. Анализ результатов исследований на трубопроводах.

2.3.3.1. Исследование образцов после извлечения из трубопроводов.

2.3.3.2. Математическая обработка и анализ результатов.

2.3.4. Эксплуатационные испытания на парогенераторе.

2.3.5. Выводы.

3. ОБЩИЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВ АЛИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ КОТЛОВ ЦИСТЕРН, ТРУБОПРОВОДОВ И ПАРОГЕНЕРАТОРОВ.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОМЫВКИ И ПРОПАРКИ ЦИСТЕРН.

4.1. Выбор методов контроля качества промывки.

4.2. Система автоматического контроля качества промывки цистерн.

4.3. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение коррозионной стойкости железнодорожных цистерн, оборудования промывочно-пропарочных станций и котельных»

Существующая в последние годы тенденция относительного роста объемов перевозок опасных грузов в общем грузопотоке сопровождается относительным ростом общего количества аварий и инцидентов. В их числе определенное место занимают инциденты, вызываемые коррозией.

Возрастающее внимание общества к защите окружающей среды и здоровья человека, к сохранности транспортируемых грузов, повышает требования к надежности систем и оборудования для транспортировки опасных грузов.

Поэтому в данной работе рассматриваются актуальные проблемы повышения коррозионной стойкости железнодорожных цистерн, оборудования промывочно - пропарочных станций и котельных.

Приводится общий обзор аварийных ситуаций и инцидентов при перевозке опасных грузов, в котором особо выделены инциденты, связанные с коррозионными повреждениями котлов железнодорожных цистерн, трубопроводов и парогенераторов промывочно - пропарочных станций. Проанализированы возможные технико-экономические и экологические последствия коррозионных повреждений, разлива и потерь опасных грузов в результате коррозионных повреждений котлов цистерн.

Рассмотрены существующие методы борьбы с коррозией оборудования и выделены перспективные для дальнейшего исследования и применения на железнодорожном транспорте. Приведены характеристики перспективного ингибитора коррозии - октадециламина и известные особенности его применения. Сделан предварительный вывод о возможности применения октадециламина для защиты от коррозии котлов цистерн, трубопроводов и парогенераторов.

Сформулированы основные вопросы исследования особенностей коррозионных повреждений оборудования в процессе перевозок опасных грузов и поставлена задача разработки методик защиты от коррозии ингибитором - октадециламином, и рекомендаций по их применению.

В диссертации содержатся материалы проведенных лабораторных и эксплуатационных исследований. Приведены результаты эксплуатационных исследований коррозии внутренних поверхностей котлов цистерн, обоснованы выбор коррозионно - агрессивных сред, сталей и конструкций образцов для исследований.

Описываются методики статических и динамических испытаний и установки, созданные для их проведения. Выполнены анализ и математическая обработка результатов исследований, полученных в лабораторных условиях, на действующих трубопроводах и парогенератрах.

Представлены аналитические уравнения, описывающие коррозионные процессы в различных условиях эксплуатации, и даны прогнозы развития этих процессов, проводится обобщающий анализ полученных результатов лабораторных и эксплуатационных исследований коррозии сталей в различных условиях контактирования с широкой гаммой транспортируемых опасных химпродуктов.

Отмечается доказанное исследованиями положительное влияние окгадециламина на снижение скорости коррозии. Приводится методика использования октадециламина и рекомендации по его применению в процессе эксплуатации котлов цистерн, трубопроводов и парогенераторов промывочно - пропарочных станций. Подчеркивается, что, при применении октадециламина, целесообразно усилить контроль за качеством промывки — пропарки цистерн.

Дано обоснование необходимости и возможности автоматизации процессов контроля качества промывки и пропарки цистерн на промывочно -пропарочных станциях, описаны существующие методики лабораторного контроля качества промывки цистерн, изучены возможности контроля методами измерения электропроводности конденсата пара после 6 пропарки - промывки цистерн. Приведены подробные сведения об оригинальных разработках датчиков и устройств контроля качества промывки по электропроводности растворов, защищенных авторским свидетельством, способных работать в трубопроводах и не требующих очистки вручную.

Описана предлагаемая система автоматического контроля качества промывки - пропарки цистерн и введения октадециламина на промывочно -пропарочных станциях МПС в процессе промывки железнодорожных цистерн.

Завершают работу общие выводы и рекомендации по применению предложенных методик и разработок.

В приложениях представлены сведения о результатах исследований, акты приемки и практического использования отдельных результатов работы по снижению коррозии на предприятиях и другие материалы справочного характера.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Янкелевич, Александра Исааковна

5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

За последнее десятилетие отмечается увеличение количества инцидентов на железнодорожном транспорте по причинам, связанным с коррозией котлов цистерн. Аналогично повреждается коррозией оборудование ППС, паро - и конденсатопроводы, парогенераторы котельных химических заводов - производителей опасных грузов.

Потери от инцидентов, связанных с коррозией котлов цистерн, при транспортировании химпродуктов и нефтепродуктов, составляющих основную часть перевозимых железнодорожным транспортом опасных грузов, а также экологические требования, делают актуальной проблему антикоррозионной защиты котлов цистерн, трубопроводов и парогенераторов.

В результате проведенного анализа автором установлено, что из известных методов борьбы с коррозией предпочтительным для решения поставленной задачи является метод создания защитной пленки октадециламина на поверхности металла. В литературных источниках отсутствуют сведения о применении октадециламина для защиты котлов железнодорожных цистерн, паро - и конденсатопроводов и парогенераторов ППС в присутствии транспортируемых продуктов.

В диссертации разработаны методики и созданы лабораторные установки для исследования коррозионных явлений и защитных свойств октадециламина в условиях, характерных для эксплуатации железнодорожных цистерн, паро - и конденсатопроводов и парогенераторов.

На основании проведенных исследований определены причины и механизмы коррозионных повреждений металла. Получены уравнения, описывающие динамику коррозионных процесссов в цистернах и оборудовании для растворов различных транспортируемых химпродуктов и нефтепродуктов. Установлено, что незначительные добавки октадециламина, вводимые в растворы, существенно снижают скорость коррозии в присутствии всех иссследованных продуктов. Показано, что октадециламин не взаимодействует с транспортируемыми продуктами.

Определено, что для создания защитной изолирующей мономолекулярной пленки октадециламина на поверхности металла достаточно вводить его в пар в количестве 1г на 1 тонну пара.

Для создания защитной пленки октадециламина на внутренней поверхности цистерн необходимо вводить его в пар на заключительных стадиях пропарки при положительных результатах контроля качества промывки - пропарки. Для автоматизации контроля качества промывки - пропарки цистерн на ППС разработаны датчик и устройство контроля электропроводности конденсата пара (A.C. СССР № 1032393), и система автоматического контроля качества промывки. Внедрение результатов работы улучшит экологическую обстановку, увеличит реальный срок службы цистерн, межремонтные пробеги, повысит надежность эксплуатации технологического оборудования промывочно-пропарочных станций.

158

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Янкелевич, Александра Исааковна, 2000 год

1. Акользин П.А. Предупреждение коррозии металла паровых котлов. «Энергия», М., 1975. 294с.

2. Акользин П. А. Регулирование химического состава питательной воды с целью предупреждения коррозии металла. В кн. «Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках», вып.З, М., «Энергия», 1960.

3. Акользин П.А., Иванова A.B., Белова И.Г. Применение силиката натрия для предупреждения коррозии котельной стали. «Энергетик», 1974, N6, с. 32-34.

4. Акользин П.А. Предупреждение коррозии оборудования технического водо и теплоснабжения, М., «Металлургия», 1988. 95с.

5. Афанасьев A.C. Очистка образцов от ржавчины при весовых коррозионных испытаниях. «Заводская лаборатория», N2, 1957, с.41.

6. Безенфлейм М.Н. Намывные и ионитные фильтры для очистки конденсата. Сб. «Водоподготовка, водный* режим и химконтроль на паросиловых установках», вып.4, «Энергия», М., 1972.

7. Белан Ф.И. и др. Намывные целлюлозные фильтры для обежелезивания конденсата. Сб. «Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках», вып.5, «Энергия»М., 1972. •

8. Белан Ф.И., Сутоцкий Т.П. Водоподготовка промышленных котельных. «Энергия», М., 1969. 328с.

9. Богданов В.Ф., Гофман И.Н., Федоренко И.И. Применение октадециламина для защиты конденсатных трактов. «Энергетик», 1977, N11, с.25-26.

10. Водный режим тепловых электростанций (обычных и атомных). Под ред. Т.Х. Маргуловой, М-Л, «Энергия», 1965. 383с.159

11. Вознесенская А.М. и др. Опыт очистки производственного конденсата на магнетитовых фильтрах. «Электрические станции», 1.978, N2, с.52-54.

12. ГОСТ 5272 68*. Коррозия металлов. Термины.

13. ГОСТ 9.502 82. Ингибиторы коррозии металлов для водных систем. Методы коррозионных испытаний.

14. ГОСТ 9.506 87. Защита от коррозии. Временная противокоррозионная защита.

15. ГОСТ 9.905 82. Методы коррозионных испытаний. Общие требования.

16. ГОСТ 9.907 83. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний.

17. ГОСТ 9.908 85. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости.

18. Дубровский И.Я., Баталина Л.Н., Лошкарев В.А. и др. Адсорбция октадециламина на металлических поверхностях. Труды Московского энергетического института (МЭИ), 1989. № 208, с. 34-40.

19. Жук Н.П. Курс теории защиты металлов. «Металлургия», М., 1976. 472с.

20. Жуков А.П., Акользин А.П., Кондратьева Н.П. «Формирование противокоррозионных силикатных пленок при кипячении. «Энергетик», 1977, N5, с.27-28.

21. Иванов E.H., Акользин А.П., Иванова A.B. Экспрессный метод определения эффективности действия ингибиторов коррозии. «Заводская лаборатория», 1976, N3, с.39-40.

22. Инструкция МПС Г 14540, 1982г. Типовой технологический процесс работы железнодорожных станций по наливу и сливу160нефтепродуктов и промывочно пропарочных предприятий по очистке и подготовке цистерн под перевозку грузов.

23. Исследование коррозионной агрессивности конденсатов, поступающих в котельную: Отчет по НИР/ ВНТИЦентр; руководитель В.Ф. Фурсенко. № ГР 79073447. Инв.№ Б 798714. Ростов н/Д, 1978.

24. Кеше Г. Коррозия металлов. М., «Металлургия», 1984. 400с.

25. Ключков В.Н. К оценке противокоррозионного режима конденсатопроводов. «Промышленная энергетика», 1977, N4, с.43-45.

26. Ключков В.Н. Расчет доз аммиака для обработки питательной воды. «Электрические станции», 1975, N1. С.44-46.27 .Коррозия и защита химической аппаратуры. Справочное руководство, т.З, под ред. Сухотина A.M., Л., «Химия». 308с.

27. Кострикин Ю.М. Инструкции по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М., «Энергия», 1967. 254с.

28. Котлы праровые стационарные давлением до 4 Мпа. Показателикачества питательной воды и пара. ГОСТ 20995-75.

29. Лапотышкина Н.П. и др. Глубокое обезжелезивание турбинного конденсата в схеме на механических сульфоугольных фильтрах с предварительной магнитной флокуляцией. «Энергетик», 1978, N3 с.30-31.

30. Лапшин М.И., Вознесенская A.M. Удаление продуктов коррозии железа из конденсата на магнетитовом фильтре. «Теплоэнергетика», 1965, N10. С.72-73.

31. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М., «Высшая школа», 1988. 238с.

32. Мартынова О.И. и др. Исследование образования отложений продуктов коррозии железа на поверхностях парогенерирующих котлов. «Теплоэнергетика», 1977, N6, с.49-52.

33. Мартынова О.И., Андросов В.И., Гришина С.Х. Исследование поверхностного натяжения октадециламина в интервале температур 25 100 °С. Труды Московского энергетического института (МЭИ), 1980. Вып. 466, с. 34-40.

34. Мартынова О.И., Дубровский И.Я., Третьяков Ю.М. и др. Свойства водных эмульсий поверхностно-активного вещества (октадециламина) при параметрах энергетической установки. Известия ВУЗов. Энергетика. 1984, № 9, с.96-99

35. Определение источников попадания в конденсат технологических продуктов: Отчет о НИР/ ВНТИЦентр; руководитель В.Ф. Фурсенко. № ГР 80059029. Инв.№ Б 868140. Ростов н/Д, 1980.

36. ОСТ 108.030.01-75 Котлы паровые. Методика коррозионных испытаний.

37. Поверхностно-активные вещества. Справочник, Л., «Химия», 1979.

38. Рекомендации по применению технологии сбора остатков грузов 3-го класса опасности и нейтрализации загрязненной территории при аварийных разливах. М., Всероссийский НИИ ж.д. транспорта, 1996г.

39. Романов В.В. Методы исследования коррозии металлов. «Металлургия», М., 1965. 179с.

40. Современные проблемы физической химии растворов. Л., 1977, с.202-205.162

41. Труды Московского энергетического института (МЭИ), 1980. Вып. 466 .

42. Химия: Справ, изд. / В.Шретер, К.-Х.Лаутеншлегер, Х.Бибрак и др.: Пер. с нем. М.: Химия, 1989. 648с.

43. Якадин А.И. Конденсатное хозяйство промышленных предприятий. М., «Энергия» ,1973. 231с.

44. Яковлев Г.М., Леаенкова С.И. Опыт очистки промышленного конденсата от железа. «Энергетик», 1977, № 7, с. 28 29.

45. Berk A.A., Hopps G.L. Returnline corrosion in fîderal heating sistem. -Report of Infestigations 5929 VSDI, 1960- 42p.

46. Kranz M. Einsatz von Fettaminen fxir den Korrosionsschutz. -Nenererbewegung Energiewirtschaft, 1971, N3, s. 17-21.

47. Kaesche H. : Werkstoffe u. Korr. 26 (1975).

48. Пат. США 2460259, Metod of protecting sistem for transporting media corrosie to terminal / Kahler H.L. Заявл. 22.01.46, опубл. 25.01.49. МКИ 117-97 Способ защиты системы с движущейся средой от коррозии металла.