¿Qué causa las fugas del tubo de la caldera y cómo puede prevenir una falla catastrófica?

Usted arregla una fuga, reinicia la caldera e inmediatamente enfrenta otro apagado. Este ciclo drena su presupuesto de mantenimiento y arruina los plazos de su proyecto. Necesitas encontrar el problema raíz ahora. Determinar qué causasTubo de calderaFugas implica analizarCorro de WatersideLa sion,Erosión de la chimenea, YEstrés mecánico. Los culpables comunes incluyenPicaduras de oxígenoTratamiento deficiente del agua, la erosión de las cenizas volantes en las superficies externas y el sobrecalentamiento a corto plazo debido a los bloqueos del flujo. La identificación del mecanismo específico es fundamental para seleccionar las tuberías de reemplazo correctas.

Muchos gerentes de compras simplemente reemplazan la tubería, pero sin entender por qué falló, simplemente están tirando el dinero. He visto esto suceder demasiadas veces en mis 18 años en la industria. Déjame guiarte a través de las fallas específicas para que puedas comprar los materiales correctos la próxima vez.

¿La mala química del agua está destruyendo silenciosamente sus tuberías desde el interior?

Corrosión interna es silenciosa pero mortal. Se come a través de la pared metálica antes de que usted note un problema, lo que lleva a emergencias repentinas y costosas. Fallas en el lado del agua son a menudo lo que causa fugas en el tubo de la caldera cuando se descuida el tratamiento del agua. Reacciones químicas comoDesbaste cáusticoY el oxígeno que pica adelgaza las paredes del tubo internamente hasta que estallen bajo presión, haciendo el control estricto de la química esencial.

Cuando busco las mejores tuberías de acero para mis clientes, siempre pregunto primero sobre su tratamiento de agua. Las fallas de Waterside son muy comunes. Por lo general, ocurren porque la capa protectora dentro de la tubería se rompe. El daño es a menudo invisible desde el exterior hasta que es demasiado tarde. Aquí están los mecanismos específicos que veo más a menudo en el campo: ataque cáustico (gouging) esto sucede cuando los depósitos se acumulan dentro del tubo. Evita que el agua enfríe el metal adecuadamente. Los productos químicos se concentran en ese lugar y se comen la pared del tubo. Verás un desnivel en la superficie interior. Es básicamente una quemadura química en el acero. Si tiene tubos inclinados o tubos de pared del horno, debe tener cuidado con esto. La solución generalmente no es solo una tubería mejor, sino un mejor flujo y agua más limpia. Si hay demasiado oxígeno en el agua, actúa como un taladro. Crea pequeños y profundos pozos en el metal. Esto sucede a menudo cuando la caldera está apagada pero no almacenada correctamente. A esto lo llamamos "corrosión fuera de servicio". Si deja agua en las tuberías durante un apagado sin los productos químicos adecuados, el oxígeno ataca al hierro. Esta es una de las principales razones por las que sugieroTubos de acero sin costuraCon alta resistencia a la corrosión para ciertos proyectos. Daño de hidrógeno esto es aterrador porque el tubo puede romperse. Los contaminantes ácidos liberan hidrógeno. El hidrógeno se mueve en la pared de acero y reacciona con el carbono. Este proceso, llamado descarburización, hace que el metal sea quebradizo. La tubería pierde su ductilidad y crea una ruptura catastrófica. Para ayudarte a entender esto mejor, mira este desglose:

¿Están el calor externo y las cenizas desgastan su sistema?

Su caldera quema combustible para funcionar, pero ese combustible deja cenizas destructivas. Este material de desecho desgasta implacablemente sus tubos cada día de operación. Mecanismos de la chimenea comoCorrosión de la ceniza de combustibleY la erosión de cenizas volantes son factores externos importantes que explican qué causa las fugas del tubo de caldera. Las cenizas fundidas se comen el metal, mientras que las partículas de alta velocidad arenan físicamente las paredes del tubo hasta que fallan.

En mi experiencia de abastecimiento para proyectos de epc, los problemas de la chimenea a menudo se tratan de la selección de materiales. Si elige la aleación equivocada, no puede manejar el medio ambiente. El exterior del tubo es tan vulnerable como el interior. La corrosión de las cenizas de combustible esto depende en gran medida de lo que se quema. Carbón y petróleo producen cenizas. Cuando esta ceniza aterriza en supercalentadores, puede derretirse. La ceniza líquida es altamente corrosiva para el acero. Normalmente recomiendo materiales con alto contenido de cromo (más del 20%) para combatir esto. Si utiliza acero al carbono estándar aquí, fallará rápidamente. Es posible que vea una apariencia de "pock-marcado" en el tubo una vez que se retira la escala. Erosión pensar en esto como chorro de arena. Cenizas volantes o vapor de sopladores de hollín golpea el tubo a alta velocidad. Lentamente frota el metal. Verá este daño en el lado donde el gas golpea el tubo. El metal se vuelve más y más delgado hasta que aparece. Esto es a menudo un problema de diseño y flujo, pero los materiales más resistentes ayudan. Si sus sopladores de jabón están desalineados, podrían estar cortando directamente a través de sus tuberías. La corrosión del fireside del waterwall esto sucede en el horno inferior. Si el fuego carece de oxígeno (una atmósfera reductora), crea gases corrosivos como el sulfuro de hidrógeno. Esto ataca las paredes externas de los tubos. Resolvemos esto utilizando tubos con una superposición de soldadura especial (revestimiento). Cuesta más por adelantado, pero dura mucho más que el acero al carbono desnudo. Oxidación de alta temperatura esto parece corrosión de ceniza, pero es de calor puro. El metal literalmente se quema porque está demasiado caliente para el grado del material. Da como resultado una escala gruesa y quebradiza en la superficie exterior. Aquí hay una guía rápida para identificar estas amenazas externas:

·¿Comprobar el combustible: carbón con alto contenido de azufre? Probable corrosión de las cenizas.

·Compruebe la temperatura: ¿el tubo está brillando más rojo de lo que debería? Probable oxidación. Comprender qué causa las fugas del tubo de la caldera en esta área me ayuda a sugerir el grado correcto de ssaw o tubería sin costura a mis clientes.

¿El estrés mecánico y el sobrecalentamiento conducen a rupturas repentinas?

Incluso con una química perfecta y un combustible limpio, el estrés físico o el calor excesivo pueden romper un tubo al instante. Estas fallas físicas son a menudo violentas e inesperadas. La fatiga mecánica y el sobrecalentamiento son razones físicas que causan fugas en el tubo de la caldera. El sobrecalentamiento a corto plazo causa globo y ruptura, mientras queCreep a largo plazoDegrada lentamente el metal. La vibración de las operaciones también puede crear grietas por fatiga cerca de soldaduras y soportes.

Las fallas mecánicas son a menudo las más violentas. Un tubo puede abrirse como la boca de un pez. Cuando me fuente de tuberías, necesito saber la temperatura y la presión de funcionamiento para evitar esto. Sobrecalentamiento a corto plazo esto sucede rápido. Tal vez un tubo está bloqueado durante el arranque. El agua de refrigeración se detiene, la temperatura se eleva a 1600 ° f (870 ° c) y el tubo se apaga. Los bordes del agujero suelen ser delgados y similares a un cuchillo. Esto es una "ruptura dúctil". Significa que el acero se estiró hasta que no pudo estirarse más. Sobrecalentamiento a largo plazo (fluencia) esto lleva años. El metal se estira lentamente bajo calor y presión. Se hincha un poco antes de que se agrieta. Este es el envejecimiento normal, pero sucede mucho más rápido si la caldera funciona demasiado caliente. La pared del tubo se engrosa con la escala, que lo aísla y hace el metal aún más caliente. Finalmente, la "vida creep" se ha agotado. Fatiga (térmica y mecánica) metal se cansa. Si una caldera se enciende y se apaga mucho, los tubos se expanden y contraen. Esto causa "fatiga térmica". Verás muchas grietas que parecen piel de cocodrilo o "piel de elefante". La "fatiga mecánica" proviene de la vibración. Si una tubería se sacude demasiado debido al flujo de gas, se agrietará cerca de las soldaduras o soportes. Estas grietas suelen ser rectas y comienzan desde el exterior. Falla disímil de soldadura de metal (dmw) este es un problema específico que observe en diseños complejos. Sucede donde el acero inoxidable se une al acero ferrítico (como unirse a t22 a 304ss). Debido a que se expanden a diferentes velocidades cuando están calientes, la soldadura se rompe. No da ninguna advertencia. La tubería simplemente se desprende a lo largo de la línea de fusión. Para gestionar estos riesgos, es necesario tener en cuenta todo el sistema:

Cuando conoce los límites mecánicos de su sistema, puede planificar mejores programas de mantenimiento.

Conclusión

Para detener las fugas, debe identificar la causa raíz, ya sea la química del agua, la corrosión de la ceniza o el estrés mecánico. Solo entonces puede elegir la solución de tubería de acero correcta.