При длительных простоях энергетического оборудования в результате воздействия деталей проточной части с влажной средой возникает необходимость их защиты от коррозии, так как металлы используемые при их изготовлении, при определенных условиях вступают во взаимодействие с влагой, содержащейся в рабочих средах. Происходит коррозионное разрушение металла вследствие электрохимических и химических процессов, которое обычно начинается с поверхности и постепенно продвигается вглубь.
Коррозия металла при простое турбин протекает в условиях, соответствующих условиям атмосферной коррозии, т. е. при одновременном наличии влаги и кислорода. Наиболее интенсивно коррозия протекает при наличии на поверхности металла остатков влаги или при относительной влажности воздуха около 100%.
В реальных условиях простоя опорожненного оборудования обеспечивается минимальная скорость коррозии металла (мало зависящей от значения относительной влажности) при условии, что величина относительной влажности воздуха не превышает 60%,. При повышении относительной влажности воздуха до 65% (критическая влажность) и выше скорость коррозии металла резко возрастает.
На практике, вследствие естественных колебаний температуры и относительной влажности воздуха, при наличии гигроскопических примесей на поверхности металла, значение относительной влажности должно быть существенно ниже. Наличие в воздухе даже незначительных концентраций гигроскопической пыли или других примесей уменьшает «пороговую» величину влажности воздуха, при которой активность процесса коррозии возрастает. А при наличии на консервируемых металлических поверхностях рыхлых продуктов коррозии процесс стояночной коррозии существенно ускоряется, вследствие чего относительную влажность воздуха следует поддерживать в диапазоне не более 45%.
Относительная влажность воздуха машинного зала весьма высока, поэтому достаточно незначительного охлаждения воздуха в турбине, чтобы наступила точка росы и выделение влаги на металлических деталях. Для устранения стояночной коррозии необходимо исключить возможность конденсации влаги во время нахождения турбины в резерве, так как при попадании более холодного воздуха в проточную часть неизбежно наступление точки росы и выпадение влаги на различных металлических деталях.
Как показала практика эксплуатации паровых турбин на ТЭЦ И ГРЭС, подавляющее большинство турбин, имевших длительные простои, имеют коррозионные повреждения концевых уплотнений, что свидетельствует о необходимости совершенствования схем и видов их консервации. Также, выходные кромки направляющих лопаток нижних половин диафрагм, как правило, имеют коррозионные повреждения, превышающие по своей величине верхние половины, что говорит о недостаточном дренировании турбины перед консервацией. Поэтому обязательным условием для всех видов защиты от коррозии является полное дренирование оборудования и трубопроводов в процессе подготовки к консервации.
Особую важность приобретает защита от коррозии деталей паровых турбин, для которых очаги коррозии могут служить концентраторами высоких динамических напряжений, возникающих в процессе работы. Это касается как вращающихся деталей (рабочие лопатки, диски, втулки), так и статорных элементов (диафрагмы, обоймы, сопловые направляющие лопатки).
Коррозионные процессы металла лопаток в газовых турбинах приводят к их неравномерному нагреву, что в свою очередь может привести к недопустимой вибрации, особенно во время быстрого запуска. Особенно чувствительна к коррозии компрессорная часть, изготовленная из низколегированной стали. Коррозионные процессы интенсивно происходят в период длительных простоев под воздействием кислорода воздуха и наличия влаги.
Причиной появления влаги в газовых турбинах является, прежде всего, конденсация пара, содержащегося в продуктах сгорания, заполняющих турбину после её останова и остывания. Конденсат частично остается на лопатках и диафрагмах, а частично стекает и скапливается в корпусе турбины, если он не отводится через дренажи.
Существующие способы консервации теплоэнергетического оборудования приведены в РД 34.20.591-97 — «Методические указания по консервации теплоэнергетического оборудования». Данные методические указания распространяются на турбоустановки тепловых электростанций, энергетические и водогрейные котлы, и устанавливают критерии выбора способов консервации, определяют основные технологические параметры различных способов, технологию их проведения на котлах и турбоустановках при выводе в резерв или ремонт.
Основными методами предотвращения стояночной коррозии паровых турбин в настоящее время являются:
- подавление коррозии с помощью химических средств (ингибиторов)
- предотвращение контакта металла с кислородом воздуха
- снижение влажности воздуха во внутренних полостях оборудования ниже 40%
Консервацию паровых и газовых турбин необходимо проводить в обязательном порядке для предотвращения стояночной коррозии металла внутренних поверхностей как при режимных остановах на срок свыше 7 суток (вывод в резерв на определенный срок, вывод в текущий, средний ремонт, аварийный останов), так и при остановах в продолжительный резерв или капитальный ремонт (реконструкцию).
