System Engineering / Pressure Equipment
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PED Professional 6

Erosion-corrosion damage to the heat exchanger tubes of a steam superheater

   

Fig. 1:
Polished cross section S2 – etching : Adler; overview
Fig. 2:
Polished cross section S3 and longitudinal section S4 – etching: Adler; overview
Fig. 3:
Polished cross section S 3 – etching : Nital; external surface with thick, multi-layer oxide covering, already flaking in some areas; metallographic structure in line with S1 and S2

 

Description:
In a refinery, boiler feedwater is heated in an exhaust-heat boiler and the steam thus generated returned to the process via a steam superheater. The heat-exchanger tubes of the steam superheater had been damaged during operation to such an extent as to even cause bursting.  

Failure cause:
Bereits visuell war festzustellen, dass örtliche Wandabzehrungen auf der Rohraußenoberfläche vorliegen. Ihr Aussehen sprach für einen Erosionsschaden, wie er typischerweise bei Tröpfchenschlagerosion auftritt. Die metallographische Untersuchung bestätigte diesen Sachverhalt. Die Außenoberfläche wies eine Ovalisierung auf, wogegen die Innenoberfläche kreisförmig ausgebildet war. Dünne, aufliegende Schichten von Korrosionsprodukt auf der Außenoberfläche waren Indiz für einen parallel wirkenden Korrosionsangriff des Werkstoffes. Die Schädigung war somit auf einen Erosions-Korrrosions-Mechanismus zurückzuführen, dessen Ursache mit einer ungenügenden Trennung der Wasser-Dampf-Phase im Abhitzekessel in Zusammenhang steht.

Remedy:
Inspection of the water-steam cycle and separate water chemistry analysis was recommended to avoid such damage on the heat exchanger tubes in future.

Our services – your benefits:
By optimizing the water-steam cycle, our clients are able to operate a turbine with steam from the exhaust-heat boiler.

Consulting services from:
TÜV SÜD Industrie Service GmbH