BUHAR KAZANLARI
Buhar kazanlarında korozyon ve kabuklaşma
1. Oksijen korozyonu
Oksijen çok önemli bir korozyon faktörüdür. Metal üzerinde derinlemesine oyuklar ve karıncalanma (pitting) şeklinde korozyona sebep olur. Sıcaklık yükselmesi, korozyon reaksiyonunu hızlandırır. Oksijenin çözünürlüğü, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak azaldıkça, oksijen suda aşırı doymuş halde bulunur ve likit fazı terk ederek kazan cidarlarına doğru gitme eğilimi gösterir. Temas ettiği havasız yerlerde aşırı oksijen bulundurduğu için anodik reaksiyon verir.
2. Karbondioksit Korozyonu
Çözünmüş olan CO2 aşağıdaki denkleme göre asiditeyi arttırır.
CO2 + H2O – HCO3‾ + H+
Bu olaydan meydana gelen asidite, özellikle kondens devrelerinde önemlidir. Kazana gönderilen karbondioksit gazı, bikarbonatların çözünmesinden meydana gelir ve kondens suyunda çözünür.
2 HCO3‾ › CO3‾ ² + CO2 + H2O
CO3‾ ² + H2O › CO2 + 2OH‾
3.Kostik Kırılması
Kostik veya kalevi korozyonlara kostik kırılma da denir. Bu korozyon şekli maddenin kristal yapısının arasında meydana gelen bir olaydır. Cidar üzerinde bulunan bir kırık veya çatlakta kalevi birikmesi olabilir. Bu olaya modern kazanlarda artık pek rastlanmaz. Çünkü hemen hemen hepsi kaynaklı olduğu için, kaleviler belli bir yerde konsantre olamaz.
4. Düşük pH Korozyonu (Asit Korozyonu)
Düşük pH seviyelerinde ve hidrojenin neden olduğu önemli korozyon türlerinden biri de hidrojen kırılmasıdır. Neden olduğu korozyon türü tekdüze asit korozyonundan farklıdır.
Genellikle kazan buharlaştırıcı ve zaman zaman da kızdırıcı borularında gözlenen hidrojen kırılmasının neden olduğu boru patlamalarında boru et kalınlığında bir incelme gözlenmez. Hidrojen kırılması genellikle yoğun birikintilerin altında gözlenir.
Hafif alkali ortamda oluşan hidrojen metale ulaşamaz. Ancak düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen ise kolayca metal içine yayılır.
5. Hidrojen Kırılması
Düşük pH şartlarında çalışan kazanlarda asit korozyonundan farklı olarak hidrojenin neden olduğu korozyona hidrojen kırılması denir. Kazanda oluşan birikinti altında oluşan korozyon sonucunda açığa çıkan hidrojen, yüksek sıcaklıkta metal içerisine yayılarak çeliğin yapısındaki karbon ile tepkimeye girerek “dekarbürasyon” denilen olayı gerçekleştirir.
Düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen, kolayca metal içinde yayılır. Hidrojenle, karbonun birleşmesi sonunda meydana gelen CH4 yani metan, sıcaklığın ve basıncın etkisiyle metal taneleri arasında çatlaklar ve ayrılmalar meydana getirerek metalin tahrip olmasına neden olur.
6.Birikinti Altı Korozyonu
Buhar kazanlarında oluşan birikintilerin alt kısımları, oluşturdukları çeşitli potansiyel farkları ile lokal korozyon oluşmasına neden olur. Birikinti altı korozyonu oluşmasını önlemek için kimyasal su şartlandırmasına özen gösterilmeli ve kazan suyu katkı madde derişimleri kontrol altına alınmalıdır.
7. Buhar kazanlarında kabuklaşma
Kazan suyu şartlandırma konusunun temelini, suyun sistemde en iyileştirilmiş şartlarda kullanılması oluşturmaktadır. Suyun içerisinde bulunması muhtemel Ca ve Mg tuzları, ısı transferinin gerçekleştiği yüzeylerde kristal formunda kireç tabakası oluşturmaktadır. Oluşan bu kireç tabakası ısı transferini güçleştirmekte ve enerji kaybına neden olmaktadır.
Ca ve Mg tuzlarının kristal yapısını bozmak için, inorgatin fosfatlar, fosfonatlar ve dispersantlar kullanılmaktadır.
Eğer bu kimyasallar kullanılmaz ise ve kazanda kabuklaşma oluşur ise yakıtta verimlilik kaybına neden olur.
Yapılan incelemelerde;
1 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak % 5-8
2 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak % 8-10
3 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak %10-15
4 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak %15-25 yakıt kaybına neden olmaktadır.
Kabuklaşmış kazanlarda, kazan yüzeyine zarar vermeden kabuklaşmayı çözecek metal inhibitörleri içeren, kazan yıkama kimyasalları da bulunmaktadır.