Panntubskorrosion. Vattenkvalitet Riktvärden Oxidskikt Vattensidig korrosion Ivan Falk. Vattenfall AB

Transkript

1 Panntubskorrosion Vattenkvalitet Riktvärden Oxidskikt Vattensidig korrosion Ivan Falk

2 Nya riktvärden 2006 Handbok i vattenkemi för energianläggningar 2001 (Kap. 10) SVTF 729 Riktvärden för matarvatten, pannvatten och ånga vid svenska energianläggningar 2006 SVTF 958 Varför nya riktvärden? Fler anläggningar använder avsaltat spädvatten Anpassning av riktvärdena till denna förändring Åtgärdsnivåer vid avvikelser 2

3 Vattenkvaliteter Råvatten Renvatten Avhärdat vatten Avsaltat vatten Spädvatten Matarvatten Pannvatten Mättad ånga Insprutningsvatten Överhettad ånga Kondensat Fjärrvärmevatten 3

4 Indelning av riktvärden Indelning Anläggningar med avhärdat spädvatten Anläggningar med avsaltat spädvatten -Pannor med AVT-kemi - Pannor med fosfatkemi -Pannor med lutdosering Genomströmningspannor Hetvattenpannor 4

5 Gradering av åtgärder vid avvikelser Åtgärdsnivåer; ÅN1, ÅN2, ÅN3 Inom riktvärdena ÅN1. Ringa avvikelse ÅN2. Påtaglig avvikelse ÅN3. Kraftig avvikelse (vissa parametrar) Låg risknivå Risk för beläggningar och korrosion. Åtgärd inom en vecka. (max 2 veckor) Stor risk för beläggningar/korrosion. Åtgärd inom 1 dygn (max 2 dygn) Haveririsk. Åtgärd inom 1 h 5

6 Speciella riktvärden (sur konduktivitet) Kondensat Direkt µs Jonbytare Sur (H + ) µs Direkt µs Sur (H+) µs Riktvärde µs ÅN1-0.3 µs ÅN2-0.5 µs Salthalt Klorid, sulfat Kolsyra 6

7 Avgasning-Restsyre Spädvatten O 2 CO ppb O 2 Riktvärde 5 ppb* ÅN1 ÅN2 20 ppb 50 ppb *Ett helt syrefritt vatten kan innebära risk för erosionskorrosion 7

8 Riktvärde för restsyrehalten Riktvärde är rekommenderat värde och avser normaltdrift vid steady state Sänkningen från 10 ppb (2001) till 5 ppb (2006): Anpassning till VGB De flesta on line mätare visar < 5 ppb Halter mellan 5-10 ppb bör uppmärksammas. Orsaken bör undersökas och ev åtgärdas även om ÅN1 inte överskrids Generellt riktvärde är 5 ppb men i det enskilda fallet kan t ex 10 ppb användas (anläggningsspecifikt riktvärde) 8

9 Anläggningsspecifika riktvärden 9

10 Anläggningsspecifika riktvärden 10

11 Värmebelastning och kokförlopp i panntuber Filmkokning Korrosion Överhettning Bubbelkokning Stabil kemi Låg korrosionsrisk Laminär strömning Stabil kemi Låg korrosionsrisk 11

12 Temperaturförhöjning som följd av beläggningstjocklek Förhöjd temp Beläggningar och tubtemperatur µm 200 µm 60 µm MCAL/M2,H 200 Mcal/m 2 h 23.2 W/cm kw/m 2 12

13 Riktvärden för pannvatten (DENÅ 2001) Riktvärden för pannvatten, exempel 6,4 MPa 16 MPa µs/cm < 80 < 4 Na, mg/kg < 150 < 8 SiO 2, mg/kg < 8 < 0.3 P 2 O 5, mg/kg Vid värmebelastningar, även lokala, över 230 kw/m 2 rekommenderas riktvärden för 16 MPa. Handbok i vattenkemi för energianläggningar Värmeforsk 2001 Nr

14 Oxidytans utseende Svart magnetit 6 µm Svart magnetit Med inslag av röd hematit 14

15 Oxidfaser Oxidfärg Oxidfas Bedömning Svart Magnetit Utmärkt Brun Maghemit Bra Röd Hematit Ej bra Gul Götit Korrosion Rost är en blandning hematit, götit och järnhydroxider 15

16 Krustor och allmänkorrosion Syre och kolsyra orsakar mer utbredda angrepp i strömmande vatten 16

17 Gropfrätning av syre, pits, pittings I stillastående vatten bildas elektrokemiska celler som orsakar gropfrätning 17

18 Beläggningar av hårdhet Element Vikt-% Ca 19 Mg 5,3 P 8,3 Si 4,1 C 2.1 Fe 11 FB-panna 1 år efter pannstarten 250 µm 18

19 Tjocka beläggningar, ingen korrosion Element Vikt-% Ca 2,9 Mg 0,5 P 1.8 Si 0.4 Fe 65 Sodapanna 10 år efter pannstarten 125 µm 19

20 Avlagringskorrosion Djupa angrepp i tuben under tjocka beläggningar Inga större avvikelser i vattenkemin hade noterats 20

21 Gropfrätning och avlagringskorrosion Reservpanna som periodvis är avställd. Trycklöst? Stilleståndskorrosion Konserveringsmetoder har inte tillämpats 21

22 Gropfrätning och avlagringskorrosion Vid vattenfylld och och trycklös avställning sker en syresättning av vattnet och korrosionsangreppen i tuberna blir omfattande på kort tid 22

23 Undersökning av provtuber Status för aktuellt år Bestämning av beläggningsmängd och tjocklek Analys av föroreningar Magnetitskikt, tjocklek, kvalitet Korrosionsangrepp materialet Underlag för bedömning av vattenkvaliteten Underlag för bedömning av tidpunkt för kemisk rengöring 23

24 Positioner för provtuber Utgående ÖH-tub Ingående eco-tub Ugnen Hög värmebelastning 24

25 Ingen tillväxt av beläggningar Tjocklek, µm Eldstaden År 25

26 Tillväxt av beläggningar Tjocklek, µm Kemisk rengöring 1985 och År 26

27 Tillväxt av oxid i slutöverhettare Tjocklek, µm Överhettare 3 Kemisk rengöring 1992 och År