Лабораторные коррозионные испытания - 10 Июля 2009 - Защита подземных теплопроводов от коррозии
Пятница, 11.06.2010, 08:05
Защита подземных теплопроводов от коррозии
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Категории раздела
КОРРОЗИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ [6]
Поиск
Календарь
« Июль 2009 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31
Архив записей
В избранное

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 2
Главная » 2009 » Июль » 10 » Лабораторные коррозионные испытания
Лабораторные коррозионные испытания
17:37
Образцы для коррозионных испытаний. Коррозионные испытания в лабораторных условиях проводят на специально подготовленных образцах. Стандартной формы и размеров образцов для проведения испытаний не существует, и при их выборе руководствуются некоторыми общими соображениями. Применяются образцы в виде листа, диска, цилиндра (патрубка), проволоки.
При установлении размеров образцов обычно исходят из того, что относительно небольшие образцы удобнее для испытаний. Вместе с тем, когда ожидается развитие локальной коррозии, рекомендуется применение относительно больших образцов. Максимальными размерами образцов для лабораторных испытаний считают 200x75 мм для листов и ^=25-f-30 мм при /= 100-=-200 мм — для цилиндров [2].
Одним из аргументов, выдвигающихся в пользу цилиндрического образца, является требование геометрического подобия модели реального трубопровода с целью обеспечения градиента температур, обусловленного нагревом металла. Исходя из этого нами приняты образцы трубчатой формы с размерами dH = 32 м, dBH = 27 мм, /=110 мм (площадь наружной поверхности составляет около 0,01 м2).
Образец в изоляционной конструкции представляет собой модель участка теплопровода с толщиной тепловой изоляции 30—35 мм с защитным и гидроизоляционным покрытиями, если они предусмотрены конструкцией. Для исключения нежелательных краевых эффектов необходимо при установке модели предпринимать специальные меры по уменьшению утечки теплоты с торцов образца.
Под воздействием теплового потока элементы реальной изоляционной конструкции, выполненные главным образом на основе органических материалов, подвергаются старению. Наиболее интенсивно этот процесс проявляется при максимальных температурах теплоносителя в элементах конструкции, примыкающих к поверхности трубопровода. В результате нагрева изоляционной конструкции могут возникнуть и другие явления, способствующие ускорению коррозионного процесса. Так, при прогреве битумоперлита до 150°С в отдельных случаях наблюдается снижение рН водной вытяжки до значений, характеризующих кислую среду.
В связи с этим изоляционные конструкции до проведения коррозионных испытаний должны быть подвергнуты термообработке. Это обеспечивается созданием температурного градиента в неувлажненной изоляционной конструкции при температуре образца не менее 150°С. Продолжительность прогрева 300 ч, что примерно соответствует суммарной продолжительности работы теплосети при максимальных температурах теплоносителя в течение 5 лет.
Коррозионный процесс на образцах, покрытых теплоизоляцией, зависит от большого числа факторов, и некоторые из них не поддаются точному учету (невоспроизводимость качества обработки поверхности металла, неравномерное распределение влаги в теплоизоляционном материале и т. д.). Из этого следует, что для повышения точности результатов испытаний количество образцов, испытываемых параллельно, должно быть оптимальным. Количество образцов, испытываемых параллельно, может быть связано с вероятной ошибкой и показателем точности опыта. По нашим расчетам, для получения надежных результатов количество параллельно испытываемых образцов (одного вида испытаний) должно быть не менее 10.
Температурный режим стендовых коррозионных испытаний. Распределение температур в системе металл — теплоизоляция обусловлено температурным режимом работы теплосети. В гл. 4 были рассмотрены характерные особенности температурного режима работы теплосети и его влияние, на интенсивность протекания коррозионного процесса на наружной поверхности трубопроводов тепловых сетей. Наиболее опасным является нестационарный температур-
ный режим с колебаниями температуры относительно интервала 70—80 °С. Продолжительность этого режима составляет более 2500 ч. В стационарном температурном режиме подающий теплопровод работает при температуре 70°С, однако продолжительность этого режима составляет около 3500 ч в "год. Таким образом, суммарная продолжительность работы теплосети в режиме, обусловливающем возможность интенсивной коррозии, составляет около 6000 ч в год.
На основе изложенного рекомендован график поддержания температурного режима стендовых коррозионных испытаний . Этот же график положен в основу температурного режима полигонных испытаний. Графиком предусмотрено воспроизведение нестационарного и стационарного температурных режимов работы подающих трубопроводов. Температурный режим обратных трубопроводов опускается вследствие их меньшей подверженности коррозии.
Нестационарный температурный режим реализуется в начале и конце испытаний — воспроизведен режим работы теплосети в весенний и осенний периоды . Динамической характеристикой данного режима является периодичность изменения температуры теплоносителя при продолжительности цикла 7=24 ч, ^макс= =80 °С и iMira=65°C. Стационарный режим реализуется при температурах 70 и 20°С. В этом .случае на участках be и fi воспроизводится режим горячего водоснабжения, а на участке de — профилактически-ремонтный период.
Влажностный режим коррионных испытаний. В большинстве изоляционных конструкций теплопроводов применяются теплоизоляционные материалы, характеризующиеся большим водопоглощением. На реальных теплопроводах имеется ряд условий, при которых влагосо-держание тепловой изоляции достигает значений, близких к максимальному водопоглощению. Различны лишь скорости увлажнения, зависящие как от структуры теплоизоляционных материалов, так и от температурного режима работы теплопровода. Из этого следует, что исходное влаго-содержание тепловой изоляции перед началом испытаний может быть задано равным его максимальному водопоглощению. Это может быть обеспечено увлажнением изолированных образцов под вакуумом или погружением образцов в воду на 30 сут (если увлажнение под вакуумом связано с возможностью разрушения структуры материала). Столб воды над образцами должен составлять 0,5 м.
В процессе коррозионных испытаний в изоляционной конструкции устанавливается градиент влажности. Определяющими факторами в формировании градиента влажности и установлении значения влажности в ближайших к поверхности металла слоях теплоизоляции являются температура металла и режим увлажнения изоляционной конструкции в процессе испытаний (контакт с влажным грунтом при бесканальной прокладке теплопроводов, контакт с грунтом при зано-. се канала, периодические увлажнения при затоплениях каналов, увлажнение струями воды через перекрытия канала, постоянное увлажнение капелью с перекрытия канала).
Следует иметь в виду, что для теплопроводов канальной прокладки наиболее опасные влажностные условия создаются в контакте изоляционной конструкции с влажным грунтом заноса (илом). Поэтому прочие режимы увлажнения тепловой изоляции для канальной прокладки теплопроводов следует учитывать при проведении специальных коррозионных испытаний. Так, при проведении испытаний для определения влияния температурного режима работы тепловых сетей на их коррозионную стойкость необходимо' учитывать, кроме того, возможность периодических или постоянных затоплений каналов, капельного или струйного увлажнения тепловой изоляции (см. гл. 10).
Проведение стендовых лабораторных испытаний. Стендовые коррозионные испытания являются первым этапом испытаний теплоизоляционных конструкций. На основе полученных результатов устанавливается целесообразность проведения дальнейших испытаний на полигоне. Испытания проводятся на специальном стенде, состоящем из ячеек размером не менее 250x250X250 мм. Ячейки заполнены песчаным грунтом с размером фракций 0,2—0,5 мм. Нагрев образцов осуществляется электронагревателями, позволяющими с помощью регуляторов напряжения поддерживать температуру металла от 30 до 200 °С. Контроль температуры осуществляется хромель-копелевыми термопарами с помощью автоматических многоточечных потенциометров.
Длительность воздействия нагрузок, имитирующих работу покрытия на истирание, должна соответствовать 5-летнему сроку службы теплопровода, что при частоте вращения образца 120 об/мин соответствует 2,5 мин. На установке (рис. 5.5) к поверхности покрытия прижимают с усилением 0,023 МПа абразивную шкурку с зернистостью абразивного материала № б (по ГОСТ 3647-59). Площадь соприкосновения шкурки с поверхностью покрытия должна составлять 1 см2.
Если в соответствующей теплоизоляционной конструкции предусмотрен гидроизоляционный слой, в последнем делается искусственное повреждение в виде двух сквозных диаметрально противоположно расположенных отверстий общей площадью около 1% поверхности гидроизоляционного покрытия (на 50% образцов).
Образцы с теплоизоляционной конструкцией, содержащей органические материалы в примыкающих к металлу слоях, до проведения коррозионных испытаний должны быть подвергнуты нагреву со стороны металла при температуре 150 °С в течение 300 ч (до увлажнения). Изоляционную конструкцию образцов перед установкой на стенд увлажняют, используя раствор электролита, содержащий по 500 мг/л
Образцы устанавливают в ячейках стенда для коррозионных испытаний, как это показано на рис. 512—5.4. Образцы с изоляционной конструкцией для бесканальной прокладки теплопроводов в целях уменьшения влияния краевого эффекта с торцевой стороны засыпаются не грунтом, а гидрофобизиро-ванным мелом.
Грунт, окружающий испытываемые образцы, первично увлажняют раствором электролита, применявшимся для увлажнения изоляционной
конструкции. В течение всего периода испытаний массовое влагосодер-жание грунта поддерживают в пределах 10—12%, периодически увлажняя его дистиллированной водой. В ячейках с образцами, имеющими изоляционную конструкцию для канальной прокладки теплопроводов, влажность грунта поддерживают добавлением дистиллированной воды до заданного уровня .
В процессе испытаний часть образцов подвергается анодной поляризации, осуществляемой с помощью регулируемого источника постоянного тока. Катодами служат дренажные сетки ячеек или специально^ установленные электроды. Анодная поляризация образцов осуществляется при разности потенциалов между образцом и грунтом, равной 3 В, измеренной по отношению к медно-сульфатному электроду сравнения.
После окончания всего цикла испытаний с образцов снимают гидро- и теплоизоляционные слои, принимая меры предосторожности против повреждения защитного покрытия. Отбирают пробы для определения рН водной вытяжки из теплоизоляции и ее влагосодержания. Оценку результатов коррозионных испытаний производят визуально и по данным инструментального определения физико-механических свойств защитных покрытий. Результаты испытаний считаются удовлетворительными (с точки зрения обеспечения коррозионной стойкости металла) при отсутствии коррозионных повреждений на поверхности металла образцов, не подвергавшихся анодной поляризации. Если в изоляционной конструкции предусмотрено защитное покрытие, то визуально оценивают его .состояние по наличию трещин, вздутий, отслоений или продуктов коррозии металла. В случае обнаружения указанных признаков разрушения качество изоляционной конструкции .считается неудовлетворительным. При отсутствии этих признаков проверяются адгезия и сплошность покрытия (последнее для всех покрытий, кроме металлизацион-ных). Покрытия на всех образцах, подвергшихся испытаниям, должны удовлетворять предъявляемым по адгезии и сплошности требованиям.
В случае применения металлических защитных покрытий (кроме анодных покрытий) качество изоляционной конструкции считается удовлетворительным (на образцах, не подвергавшихся анодной поляризации) при отсутствии точечных коррозионных поражений покрытия и основного металла. Для анодных покрытий допускаются от-
дельные точечные коррозионные поражения диаметром да 1 мм (без вздутия покрытия) при условии, что их суммарная площадь на каждом образце не превышает 0,5% общей поверхности. В случае же сквозных точечных поражений в покрытии основной металл не должен подвергаться коррозии.
В ванны укладывают испытываемые трубопроводы диаметром 200—250 мм, засыпают мелким песчаным и затем местным грунтом. Концы трубопроводов выводят в проходные тоннели (рис. 5.6). В отсеке канальной прокладки могут испытываться одновременно несколько типов изоляционных конструкций, различные варианты сопряжения участков канальной и бесканальной прокладок, опорных конструкций и т. д. В каждом отсеке для бесканальных теплопроводов (длиной 36 м) испытывается по одной изоляционной конструкции, но возможны различные варианты изоляции стыков. Закладка участков теплопроводов, подлежащих испытаниям на полигоне, осуществляется в соответствии с указаниями специально разрабатываемого проекта.
Для поддержания заданных значений влагосодержания грунта в отсеках предусматривается его поверхностное увлажнение, дождевальными установками, подключенными к двум источникам: к емкости, содержащей раствор электролита, и к хозяйственному водопроводу.
Солевой состав водной вытяжки из грунта должен содержать около 500 мг/л С1 - и 500 мг/л S02-4.
Категория : КОРРОЗИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ | Просмотров : 158 | Добавил : Аdmin | Рейтинг : 0.0/0 |
Всего комментариев : 0
Имя *:
Email:
Код *:
Copyright Защита подземных теплопроводов от коррозии © 2010