低压锅炉的腐蚀及其防止.doc

低压锅炉的腐蚀及其防止一、 低压锅炉及系统的腐蚀类型1、 氧腐蚀：氧腐蚀在锅炉中大多是起阴极去极化作用，属于吸氧腐蚀。它是锅炉系统最常见的、较严重的腐蚀。氧腐蚀经常见的地方是给水管路和省煤器。由于省煤器内水温逐渐升高，给吸氧腐蚀提供了有利条件，这种腐蚀一般集中在省煤器的进口端，因为它的表面积较大，能很快把水中残留的溶解氧耗尽。另一部分氧则造成锅炉腐蚀，其腐蚀部位一般在汽包的水侧及降水管内。而沸腾管（上升管）内，由于汽包的除氧作用，溶解氧将不易到达金属表面，很少出现氧腐蚀。因此在锅炉内部观察到的氧腐蚀，一般是在汽包及降水管内的溃疡型腐蚀坑。氧腐蚀的形态一般是溃疡型和小孔型的局部腐蚀。2、 酸腐蚀：酸腐蚀主要是析氢腐蚀，在锅炉系统中，这种腐蚀经常发生在以下部位： （1）给水系统 当前给水系统工作时，由于二氧化碳的大量存在，会引起强烈的酸腐蚀。特别是经过HNa离子交换或钠离子交换加酸处理的给水，pH值经常在7以下，这种腐蚀将更为严重。 （2）锅炉内部 当锅水氯化鎂盐类含量较高，在锅内高温（180以上）下，容易发生水解反应而生成酸。反应式如下： MgCl+2H2Mg（OH）+2HCL 盐酸是一种强酸，它既能破坏金属表面的氧化膜又能溶解铁。反应式为： Fe3O4+8ClFeCl2+2FeCl3+4H2O Fe+2HClFeCl2+H2 （3）回水系统 当给水有较多的HCO-3碱度进入锅内时，会受热分解，反应式如下： 2HCO-3CO23+CO2+H2O 生成大量的二氧化碳被蒸汽带走，当蒸汽凝结时，它随之溶解在凝结水中。因凝结水是纯度很高的水，对酸、碱的缓冲能力很差，只要溶解少量的二氧化碳，就能使这种水的pH值降低很多，所以回水系统很容易受到腐蚀，尤其是在含有溶解氧时，这两种腐蚀相互促进，对金属腐蚀将更为严重。酸腐蚀的特征大多是均匀腐蚀，这种腐蚀虽然对金属的强度破坏不大，但溶解铁量较多，使给水大量带铁，容易在锅内形成铁垢及产生垢下腐蚀。3、 碱腐蚀 碱腐蚀是指游离的氢氧化钠对金属的腐蚀。在常温下，只有当氢氧化钠浓度高于30时，才会因为钢铁表面氧化膜的溶解而引起腐蚀。但在锅炉的高温高压条件下，锅水中含有510的氢氧化钠，也能使钢铁发生较强烈碱腐蚀。碱腐蚀的作用，从而创造了腐蚀过程连续发生的可能性。氢氧化钠与钢铁表面氧化膜反应时，首先生成可溶性的亚铁酸盐，在高温下它进一步分解为磁性的四氧化三铁并放出氢气。 FeO+NaOHNaHFeO2 3NaHFeO2+H2OFe3O4+3NaOH+H从反应结果来看，真正发生反应的是氧化膜与水的反应，氢氧化钠并没有产与反应而被消耗，它在反应过程中是起着崔化剂的作用。 锅炉在运行正常的情况下，是不会造成碱腐蚀的，即使Ph13，锅水中相当于NaOH含量也不过0.5左右，碳钢在这样的碱溶液中是非常稳定的。当发生碱腐蚀的原因是由于在炉管的局部地方发生了见得浓缩。 碱性腐蚀一般具有局部性的特征，呈现小沟槽或不规则的溃疡型。通常容易发生在金属组织有缺陷、有非金属夹杂物或有导致变形的残余应力的地方。因此腐蚀最严重的部位是在焊缝处，因为此处容易混夹杂质，金属组织也有一定的改变，有时在焊口附近着不紧密的氧化皮也给锅水浓缩提供了有利条件。 为了防止碱性腐蚀，在锅炉设计上应尽量避免采用水平管段或倾斜度较小的管段。在锅炉安装中应当保证焊口的质量，不应使焊口内出现夹杂物，焊口外残留有氧华皮，设法消除焊口处的残余应力。4、铁垢腐蚀 氧化铁垢不仅防碍传热，更为严重的危害是产生垢下腐蚀，使管壁变薄、穿孔。 锅内氧化铁的主要来源是：随给水带入；新炉在放置和安装期间保护不当，投入运行之前没有认真清洗而遗留下来；锅炉停用期间，没有采用有效的保护措施，而生成的腐蚀产物。 氧化铁垢的腐蚀形态一般有以下二种： （1） 局部性贝壳状 （2）较大面积的结垢腐蚀防止氧化铁垢的腐蚀通常采取以下措施：防止给水系统的氧腐蚀和酸腐蚀，尽力减少腐蚀产物进入锅炉； 对进入 锅炉的腐蚀产物，采取适当的锅内水处理措施，减缓氧化铁垢的形成； 及时彻底底消除已经形成的氧化铁垢。5、苛性脆化 (1) 苛性脆华现象 苛性脆华是属于晶间腐蚀，即发生在金属晶粒之间的腐蚀，金属发生这种腐蚀从表面上很难发现，只能通过专门得金属探伤仪器方能查出。(2) 苛性脆化部位 苛性脆化容易发生的部位是在锅炉汽包的铆钉口及胀管口。在锅炉的钢板上，苛性脆化的裂纹在铆钉或胀管口周围，呈现放射状发展，有的由一个孔扩裂到另一个孔。(3) 苛性脆化机理 金属构件的局部在高应力作用下，使晶粒与晶粒边缘产生电位差，形成腐蚀电池。此时晶粒边缘的电位比晶粒本身的电位底，因此边缘处为阳极，金属原子沿边缘溶解，因而使腐蚀沿着晶粒间发展。(4) 产生苛性脆化的条件 锅炉金属发生苛性脆化是由下列条件共同作用下引起的：锅水中含有较高浓度的游离碱（一般为氢氧化钠）。 在锅炉的结构上有造成锅水局部高度浓缩的条件，如在铆钉缝隙处，由于接合不严密，锅水容易在这些局部地方发生急剧浓缩。在金属中有接近于它的屈服点的拉伸应力。上述三个条件中，缺少任何一项都不可能使锅炉产生苛性脆化。(5) 苛性脆化的防止 防止锅炉苛性脆化方法，除了改变锅炉的制造工艺（如将铆接及胀管改成焊接），提高加工质量（如消除锅炉安装上的应力及缝隙）之外，就是从化学方法着手，控制好锅水中的游离碱，消除锅水的侵蚀性。通常可采用以下方法：控制相对碱度，所谓相对碱度，就是锅水中游离氢氧化钠的含量与溶解固形物的比值，即 相对碱度=游离NaOH（毫克/升）/溶解固形物（毫克/升）0.2锅水相对碱度的标准作了如下修正：a对于铆接锅炉应不大于0.2；b对于焊接汽包，但炉管与汽包是胀接的锅炉，不大于0.5；c对于全部焊接的锅炉，可不规定相对碱度这一指标。硝酸盐处理 向锅水中加入适当硝酸钠，将锅水中的硝酸钠与氢氧化钠维持如下的比值： NaNO3（毫克/升）/NaOH（毫克/升）=0.350.4式中的NaOH是以锅水的总碱度计算。在中、底压锅炉上，硝酸盐处理防止苛性脆化，效果是肯定的。 磷酸盐处理 是根据给水硬度和碱度的含量，向锅水中加入一定量的酸性磷酸钠（NaHPO4或NaH2PO4），以中和锅水中游离的氢氧化钠，使锅水中只存在维持磷酸钠水解平衡时，所需相应的氢氧化钠量。NaPO4+H2ONaOH+NaHPO4 由于磷