Покрытие теплообменных трубок котла

[Андрей Розальев]

Здравствуйте.

Разрабатываю пиролизный котел, и есть проблема выбора материала для теплообменных трубок. Вода снаружи трубки, температура воды соответственно не выше 100°С. Внутри - продукты сгорания, которые теоретически могут иметь температуру от 300 до 1000°С и содержать (по крайней мере при умеренных температурах) некоторые количества уксусной кислоты (до 6% на березовых дровах, если верить В.В.Померанцеву, «Основы практической теории горения», 1986 г.). Сгорание пиролизного газа происходит в керамической горелке, которой кислота, понятно, не страшна. Кислота при температуре около 300°С (нижний температурный порог) должна разлагаться. Но какое-то количество все равно проскочит горелку, или при переходных режимах температура опустится ниже температуры разложения, и какое-то количество кислоты может попасть в теплообменные трубки, которые из керамики уже не сделаешь.

Специально подходящая для этих целей кислотостойкая нержавейка стоит как самолет, и в бюджет котла не проходит. Поэтому задумался о покрытиях для обычной черной стали.

Сейчас рассматриваю два варианта: никель-молибденовое гальваническое ИЛИ керамическое, как на сковородках

Что скажут специалисты? В какую сторону смотреть?

Заранее всем спасибо.

[Tokashi]

никто специально котлы не защищает от оксидов азота и серы при сжигании угля и мазута, а они гораздо агрессивнее! С чего вы решили, что уксусная кислота сможет повредить ваш котёл? Если только он у вас не самопальный из кровельной жести сделанный ))))

[Андрей Розальев]

Пиролизные котлы прогорают очень быстро. Нержавейку использовать не могу по причине дороговизны. Котел ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ самопальный, я же в самом начале написал, что я его сам разрабатываю. Он, конечно, не из кровельной жести. Сталь в теплообменных трубках минимум 3 мм. А в котлах, которые на мазуте - там какая сталь используется? Обычная Ст3? Кстати, оксиды серы в пиролизном котле тоже есть. И сероводород присутствует.

[jon1]

может быть до котла снимать температуру газов пиролиза подачей в них охлаждённых жидких продуктов пиролиза. т.е. организовать закалку пирогаза.

[Phobos]

У нас был провесс поликонденсации с уксусным ангидридом, потом отгонка избытка ангидрида и ускусной кислоты где-то при 100 С внизу и вакууме. По таблицам нержавейка вполне подходила (!), мы усомнились и сделали тест в лаборатории коррозии. И в жидкой, и в газовой фазе коррозия была страшенной, как у нержавейки, так и у Hastelloy C (не знаю, что это по-русски). Получили вердикт - только стекло (покрытие) и тефлон.

[chaus]

Хастеллой, он и по русски -- хастеллой, там основной компонент никель, остальное молибден и хром. Почему бы никелю не растворяться в уксусной, да ещё при нагреве?
Титан, ванадий, тантал будут, наверное, устойчивы в таких агрессивно-кислых средах. Вполне возможно, что достаточно стойким материалом окажется обычная медь. А если кислым компонентом газов будет серная, то и свинец должен вполне долговечно стоять.
Экранные трубы качественных котлов делают из низколегированной хромомолибденванадиевой стали. Но в качественных котлах никто не станет сжигать загрязнённое топливо. А в колхозах стоят самопальные котлы из ст. 3, их топят сырой нефтью и заменяют каждый год.

[Iskander]

Медь не выдержит.

Агрессивность уксусной кислоты, да ещё в парах и смеси с парами воды - известная проблема. Так что из покрытий - лучше керамика. Если она, конечно, выдержит перепады температур и расширение металла.

Как вариант - используйте барботаж дымовых газов в воду, а теплосъём организуйте уже оттуда. Тогда можно обойтись даже пластиком.

Ещё вариант - мне как-то попалась какая-то высокохромистая нержавейка, которую мне с большим трудом удалось растворить только в свежей кипящей царской водке. Никеля в ней не было. Концентрированные соляная и азотная кислоты по одиночке не брали. Ищите и обрящете. Впрочем, тот металл был очень жёстким, хотя в итоге у меня получились отличные шпатели.

[himdim2012]

только керамика, если и есть сталь как сказал Iskander то будет ацки дорого

[Ulens]

Подумайте в сторону покрытия обычной хромомолибденовой стали алюминием. Как это организовать для труб - хз, самому интересно) Может отдельным окунанием в расплав ненадолго, может еще как. Для таких условий на западе применяют ферритные стали типа Fe16-25Cr5Al, отлично зарекомендовали.
В общем смотрите по ссылкам "алитирование".

[novitatis avidus]

А бывают варианты остекленения внутренней пов-ти? Насколько я себе представляю, в стеклянную эмульсию можно даже праймер для нужной стали добавить. Останется только прокалить детали и защита готова.

[himdim2012]

конечно бывают, только всё упирается в цену. А при промышленном использовании технологии это главное в отличие от лабораторных рассуждений.

[Ulens]

Остекление не проходит из-за разницы в КЛТР со сталью. После нескольких циклов нагреф/охлаждение - все разваливается. Да и сложно такие покрытия наносить))

[novitatis avidus]

понятно сложнее, чем маслом обмазать. Но я то думал о тонких (ламинарных) и/или пористых покрытиях. В них чудеса механики возможны. Еще: темп. режим 600°С-1000°С предполагает переход покрытия из твердой в жидкую фазу. Т.е. теплообменник нужно нагреть и не остужать, тогда и защита держаться будет.
Как об умозрительном, подумал о варианте регулярно обновляемого покрытия: перед входом в теплообменную трубку поставить форсунку и через нее пирофазно обновлять защиту внутренних стенок (используя температуру и химию подаваемого газа).