Приложение F (справочное). Натрий и ванадий

Приложение F
(справочное)

Натрий и ванадий

F.2 Температура плавления золы

Температура плавления золы зависит от составных частей золы.

Например, ванадат ванадила натрия в качестве незагрязненного соединения имеет температуру плавления 535°С. Однако эта температура может быть понижена раствором оксидов других металлов, полученных вследствие коррозии поверхности. По этой причине теоретически возможно, что температура плавления золы значительно ниже 400°С.

Это верно для простого двухкомпонентного комплекса золы (). Золы, полученные от сжигания остаточных котельных топлив, являются сложными смесями соединений, включающих также соединения кальция, никеля, кремния и алюминия вместе со многими другими металлами в разных концентрациях. Все эти металлы влияют на температуру плавления золы, в некоторых случаях оказывают благоприятное воздействие, уменьшая склонность к прилипанию к поверхностям, хотя в других случаях эффект может быть противоположным.

Соотношение натрий/ванадий 1:3 приобретает все большую значимость рассматриваемого вопроса, поскольку содержание ванадия в остаточном топливе увеличивается и, следовательно, увеличивается содержание ванадия в золе. В то время как уровни ванадия в некоторых остаточных топливах могут распространяться вплоть до 600 мг/кг, содержание других металлов обычно не достигает таких уровней, и их влияние на температуру "налипания" снижается. Также при высоких уровнях ванадия толщина слоя общей золы будет больше, и таким образом из-за отложения золы могут обостриться любые проблемы. Владельцы судов ставят в качестве особого условия максимальный уровень натрия, равный 1/3 от фактического уровня ванадия. Из вышеизложенного очевидно, что такой обобщенный предел не слишком обоснован и является излишне сдерживающим, в частности, при более низких уровнях ванадия (менее 150 мг/кг).

F.3 Ванадий

Ванадий является естественным компонентом жидкого топлива и присутствует в виде сложных химических веществ, содержащих другие элементы. Такие молекулы эффективно растворяются в остаточном топливе. Практических методов, с помощью которых ванадий можно удалить из топлива, на борту судна не существует. Единственным практическим способом сдерживания ванадия является ограничение его содержания. Какое количество составляет реальный предел, зависит главным образом от опыта эксплуатации и чувствительности конкретного двигателя или котла к проблемам, связанным с присутствием золы.

F.4 Натрий

Обычным источником натрия является загрязнение морской водой. Однако какое-то количество натрия может присутствовать в такой форме, что его нельзя удалить при обработке на борту. Обычно 1% массовой доли морской воды добавляет в топливо около 100 мг/кг содержания натрия, в то время как топливо, свободное от воды, содержит натрия приблизительно 10-50 мг/кг и редко значительно выше.

В отличие от ванадия натрий обычно не присутствует в топливе в маслорастворимом виде. В большинстве случаев высокий уровень натрия связан с загрязнением морской водой, следовательно, количество натрия непосредственно связано с количеством воды, которую можно удалить в отстойниках или центробежной обработкой. Иногда гидроокись натрия, используемая в процессе очистки, может стать источником загрязняющих примесей.

F.5 Техническое решение проблемы

Техническое решение контроля за "высокотемпературной коррозией" достигается сочетанием контроля за температурой поверхности металла и выбора сплавов с оптимальной комбинацией физических свойств и устойчивостью к "высокотемпературной коррозии".

Современные конструкции двигателей направлены на предотвращение прилипания золы к критическим поверхностям деталей. Примерами этого является более эффективное охлаждение седел и тарелок клапанов, а также применение механизмов поворота клапанов для выравнивания термической нагрузки на клапаны. В результате всех этих достижений современные конструкции двигателей являются намного более устойчивы к ванадию и/или натрию, чем прежние конструкции.