Пароперегреватели относятся к наиболее повреждаемым поверхностям нагрева . В процентном отношении это выглядит следующим образом: на долю пароперегревателей приходится до 56 % от общего числа повреждений; трубы топочных экранов до 17 % и прочие поверхности порядка 7 %.
Преобладающим видом коррозии является химическая (газовая) коррозия. С перегретым паром при стационарной работе оборудования контактируют поверхности парового тракта ТЭС, к которым относятся пароперегреватели, главные паропроводы, проточная часть турбин (до точки начала конденсации пара), а также турбопроводы отборного пара. Качество пара, поступающего в , строго нормируется и поэтому присутствие посторонних примесей в нем обычно ничтожно. Тем не менее к возможным примесям относятся аммиак, углекислота, водород, соли натрия, кремнекислота. В перегретом паре высоких, сверхвысоких и сверхкритических параметров все эти вещества находятся в состоянии парового раствора.
Углеродистые стали при температурах до 450-500 °С достаточно стойки, а выше 530 °С начинается их окисление, которое может идти как с внутренней, так и с наружной стороны труб и носит название соответственно пароводяной коррозии и окалинообразования. Оба процесса представляют собой интенсивное окисление металла кислородом с образованием закиси-окиси железа Fe3O4 и выделением газообразного водорода
Преобладающим видом коррозии является химическая (газовая) коррозия. С перегретым паром при стационарной работе оборудования контактируют поверхности парового тракта ТЭС, к которым относятся пароперегреватели, главные паропроводы, проточная часть турбин (до точки начала конденсации пара), а также турбопроводы отборного пара. Качество пара, поступающего в турбину, строго нормируется и поэтому присутствие посторонних примесей в нем обычно ничтожно. Тем не менее к возможным примесям относятся аммиак, углекислота, водород, соли натрия, кремнекислота. В перегретом паре высоких, сверхвысоких и сверхкритических параметров все эти вещества находятся в состоянии парового раствора.
Углеродистые стали при температурах до 450-500 °С достаточно стойки, а выше 530 °С начинается их окисление, которое может идти как с внутренней, так и с наружной стороны труб и носит название соответственно пароводяной коррозии и окалинообразования. Оба процесса представляют собой интенсивное окисление металла кислородом с образованием закиси-окиси железа Fe3O4 и выделением газообразного водорода.
Образовавшаяся пленка Fe3O4 не является устойчивой и не предотвращает дальнейшего окисления металла при высоких температурах. На скорость протекания реакции существенное влияние оказывают температура и состав металла. Эти два фактора принимают во внимание при выборе металла для изготовления пароперегревателей и трубопроводов перегретого пара.
Окисление железа внешних поверхностей труб пароперегревателей происходит под действием окислов серы, соединений ванадия (для котлов, работающих на сернистых мазутах), кислорода, которые находятся в топочных газах. На выходе из пароперегревателя средняя температура перегретого пара составляет 540-585 °С. Из-за неравномерности распределения тепловых нагрузок температура пара в отдельных змеевиках может повышаться до 600-620 °С, а температура стенки до 625-640 °С. В таких условиях наблюдается усиление газовой коррозии как с внутренней, так и с внешней стороны. Когда толщина окисной пленки возрастает, в ней увеличиваются внутренние напряжения, что в сочетании с термическими напряжениями приводит к механическому разрушению окисной пленки. Твердые частицы окалины уносятся потоком перегретого пара, а оголенная поверхность металла снова окисляется с образованием новой пленки, стенка трубы постепенно истончается, что может привести к ее разрыву. Основные марки сталей, используемые для приготовления пароперегревателей – стали перлитного и аустенитного класса.
