C7锅炉腐蚀及防腐蚀解析.ppt

C7锅炉腐蚀及防腐蚀 第一节金属腐蚀类型及腐蚀速度 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 第四节停用锅炉的腐蚀及防腐蚀 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 一 金属腐蚀类型 金属腐蚀 金属由于外部介质的化学作用或电化学作用而引起的破坏 根据腐蚀过程的机理分为 化学腐蚀 金属和外部介质直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀 金属和外部介质发生了电化学反应 在反应过程中有局部电流引起的腐蚀 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 一 金属腐蚀类型 根据腐蚀形式分为 全面性腐蚀 腐蚀发生在整个金属表面 有均匀性腐蚀和非均匀性腐蚀 局部性腐蚀 腐蚀主要集中在金属表面局部区域 而其他部分几乎未受到腐蚀 有选择性腐蚀 点腐蚀 溃疡状腐蚀 表皮下腐蚀 晶间腐蚀 穿晶腐蚀 晶间腐蚀裂开 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 二 金属腐蚀速度 1 腐蚀质量表示法 以单位时间内单位面积上腐蚀掉的金属质量多少来表示腐蚀速度快慢 单位为g m2 h 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 二 金属腐蚀速度 2 腐蚀深度表示法 以单位时间内腐蚀的深度来表示腐蚀速度快慢 单位为mm a 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 三 金属腐蚀速度的测定方法 1 直接测量法 最为简便的方法 2 挂片测量法 悬挂试片法测量金属腐蚀速度 为研究某种缓蚀剂的防腐蚀效果和化学清洗对金属腐蚀的影响 也用该法 四 化学腐蚀 1 金属氧化膜的形成金属与气体的反应 都是在金属表面进行的 反应后的产物停留在金属表面 成为金属氧化膜 金属氧化膜具有保护作用的基本条件之一是膜必须是完整的 即能把金属完全覆盖起来而没有孔隙 裂纹和脱落 若生成的氧化物体积大于被氧化金属原子的体积 则氧化膜有可能是完整的 但还需要如下条件 膜的塑性和强度 膜与金属的结合力 膜与金属热膨胀性上的差异等 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 四 化学腐蚀 2 钢铁高温氧化膜的结构钢铁在腐蚀过程中 生成的氧化膜结构十分复杂 靠近铁的是最低价的氧化物层 离铁最远的是最高价的氧化物层 真正起作用的是直接附在铁上的最低价氧化物 FeO 层 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 四 化学腐蚀 3 钢铁的气体腐蚀 1 钢铁在烟气中腐蚀烟气温度高 其中的水蒸气和硫的化合物对钢铁的影响最大 在烟气中 空气中氧化物含量越多 腐蚀速度越大 而一氧化碳含量越高 腐蚀速度越小 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 四 化学腐蚀 3 钢铁的气体腐蚀 2 钢的脱碳脱碳是钢铁的气体腐蚀中的一种很重要的腐蚀现象 是由于钢中的渗碳体 Fe3C 和气体介质作用所产生的结果 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 四 化学腐蚀 3 钢铁的气体腐蚀 3 钢的肿胀是一种晶间气体腐蚀 是腐蚀性气体渗入铸铁内部产生内氧化的结果 在生铁中加入5 10 的硅 可防止发生肿胀 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 四 化学腐蚀 3 钢铁的气体腐蚀 4 钢的氢脆与氢接触的高压设备常常由于氢扩散到钢铁内部产生化学反应 使钢的强度大大降低 这种现象叫做氢脆 第一节金属腐蚀的类型及腐蚀速度 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 1 原电池2 金属在水溶液中的表面状态 1 金属表面带负电 邻近的液层带正电 2 金属表面带正电 邻近的液层带负电 3 惰性物质表面吸附气体而带正电 相邻的液层带负电 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 3 电极电位 1 平衡电极电位当电极的氧化过程和还原过程是可逆的 可逆电极 并且速度相等时 即在双电层建立起一个稳定的电位差 电极电位 称为平衡电极电位 也称为可逆电极电位 可逆电极过程平衡时既建立起物质平衡 又建立起电荷平衡 例如Zn Cu Hg Cd Ag等金属 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 3 电极电位 2 非平衡电极电位电极的氧化过程和还原过程是不可逆的 该电极称为不可逆电极 其电极电位称为非平衡电极电位 或称不可逆电极电位 能够达到电荷平衡 但不能建立物质平衡 例如Fe Al Mg等金属 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 4 原电池的电极名称电子流出的一极为负极 电子流入的一极为正极 发生氧化反应的为阳极 发生还原反应的为阴极 原电池的负极也叫阳极 正极也叫阴极 对于金属电化学腐蚀 阳极就是发生金属腐蚀的一极 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 5 原电池的电极反应 1 酸性溶液中的两极反应 2 溶解氧溶液中的两极反应 一 原电池及电极反应 第二节电化学腐蚀 6 腐蚀电池金属电化学腐蚀 也类似于原电池反应 称为腐蚀电池 在锅炉设备中 腐蚀电池发生在局部 例如 杂质电位高 成为阴极 铁的电位低 成为阳极 两者之间形成微电池 造成微电池的原因 金属中存在杂质 金属表面和介质不均一 即电化学不均一性 如微孔 划痕 不均匀应力 温度不均匀 二 原电池的极化 第二节电化学腐蚀 1 极化现象原电池的实际电动势总是低于理论电动势 金属腐蚀速度随之较低 这是由于原电池极化作用的结果 由于电流通过而引起原电池两极间电位差减小的现象 称为原电池的极化 极化作用能够有效地阻止或减缓金属的电化学腐蚀 二 原电池的极化 第二节电化学腐蚀 2 极化的原因 1 阳极极化的原因 氧化过程进行的缓慢 阳极表面附近金属离子扩散较慢 金属表现生成了保护膜 2 阴极极化的原因 还原过程进行的缓慢 阴极附近反应物或反应生成物扩散较慢 三 去极化作用 第二节电化学腐蚀 1 阳极去极化的原因 1 阳极钝化造破坏 2 金属离子加速离开金属表面2 阴极去极化的原因 1 发生阴极去极化反应 2 加强去极化剂的扩散作用 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 一 锅炉腐蚀的原因1 氧腐蚀氧腐蚀是锅炉系统最常见的 较严重的腐蚀 氧腐蚀经常发生的地方是给水管路和省煤器 形式一般是溃疡型和小孔型的局部腐蚀 2 酸腐蚀主要是析氢腐蚀 经常发生在给水系统 锅炉内部 回水系统 酸腐蚀的特征大多是均匀腐蚀 对金属的强度破坏不是很大 但是会使给水带铁 容易在锅内形成铁垢及产生垢下腐蚀 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 一 锅炉腐蚀的原因3 碱腐蚀是指游离氢氧化钠对金属的腐蚀 主要是溶解钢铁表面的氧化膜 使其表面失去保护作用 从而造成腐蚀过程连续发生 发生腐蚀的原因是炉管局部地方发生碱的浓缩 碱腐蚀具有局部性 呈现小沟槽或不规则的溃疡型 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 一 锅炉腐蚀的原因4 铁垢腐蚀氧化铁垢不仅妨碍传热 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 新炉遗留 停用时的腐蚀产物 腐蚀形态 局部性贝壳状 较大面积的结垢腐蚀 防止铁垢腐蚀的措施 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 一 锅炉腐蚀的原因5 苛性脆化属于晶间腐蚀 即发生在金属晶粒之间的腐蚀 这种腐蚀在表面不易发现 需要通过金属探伤仪器查出 容易发生在锅炉汽包的铆钉及胀管口 发生苛性脆化的条件 缺一不可 锅水中含有高浓度的游离碱 在锅炉的结构上造成锅水局部高度浓缩的条件 金属中有接近于屈服点的拉伸应力 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 二 防止酸碱腐蚀的方法1 锅炉给水pH值的控制与调节实践证明 当给水和回水的pH值达到9以上时 能使金属表面的氧化膜保持完好无损 为此可采取的方法有 给水降碱处理 给水或回水系统加氨处理 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 二 防止酸碱腐蚀的方法2 锅水pH值的控制与调节当锅水的pH值为10 12时 能使锅炉本体的氧腐蚀减缓或得以避免 通过锅内加药处理来达到要求 过低时 投加碳酸钠 磷酸钠 氢氧化钠等碱性药剂 过高时 投加磷酸氢二钠 磷酸二氢钠 硫酸铵等药剂 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 二 防止酸碱腐蚀的方法3 锅水碱度的控制与调节目的是防止锅炉本体结长水垢和防止金属腐蚀 防止锅炉苛性脆化方法 除了改变锅炉的制造工艺 提高加工质量之外 就是从化学方面来控制 1 控制相对碱度 2 硝酸盐处理 3 磷酸盐处理 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法1 热力除氧原理 在大气压下把水加热到沸腾 氧气在水中的溶解度急剧下降 从水中逸出 不仅能去除氧气 还能去除水中的二氧化碳和一部分碱度 用于热力除氧的设备是热力除氧器 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法2 真空除氧原理 与热力除氧相似 用于真空除氧的设备是真空除氧器 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法3 铁粒除氧铁粒由低碳钢加工制成球形颗粒 粒径为3 5mm 原理 含有溶解氧的水 在一定温度下流经装有铁粒的除氧器时 氧与铁发生化学反应 生成不溶于水的氧化物 从而达到除氧的目的 3Fe 2O2 Fe3O4使用之前的预处理 除油处理 活化处理 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法4 亚硫酸钠除氧原理 亚硫酸钠与水中的溶解氧发生氧化还原反应 优点 廉价 易得 生成物无毒害 用量 影响因素 过剩量 pH值 水的硬度 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法5 联胺除氧原理 N2H4 O2 N2 H2O反应随水温和pH值升高而加快 联胺是一种易燃 易爆和有毒的药剂 一般不用 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法6 有机药剂除氧肟类化合物除氧剂 在任何温度和压力下都有良好的除氧效果 且毒性低 在高温下不分解出SO2 CO2等腐蚀性产物 异抗坏血酸钠除氧剂 是一种新型生物型食品抗氧 防腐保鲜助色剂 能防止腌制品中致癌物质 亚硝胺的形成 根除食品饮料的变色 异味和混浊等不良现象 广泛用于肉类 鱼类 蔬菜 水果 酒类 饮料及罐头食品的防腐保鲜助色 主要以大米为主要原料 采用微生物发酵生产获得产品 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法7 催化树脂除氧催化树脂是以凝胶阴离子交换树脂做载体 用钯覆盖于树脂表面 称为有催化性能的树脂 原理 在有溶解氧的水中 充入略过量的氢气 通入催化树脂反应罐 氢与氧反应生成水 达到除氧目的 优点 运行费用低 在低温 不同含盐量的水质条件下 短时间效果显著 第三节锅炉运行中的腐蚀和防腐蚀 welcometousethesePowerPointtemplates NewContentdesign 10yearsexperience 三 给水的除氧方法8 解吸除氧原理为亨利定律 利用不含氧或含氧量极少的惰性气体 如N2 CO2 与水激烈混合 由于气体中氧的分压极小 从而被带走 被带出的含氧气体引入充满还原剂的反应炉 使氧与还原剂反应除去 9 电化学除氧电解原理 水流过电解槽 水中的溶解氧在阴极被还原而除掉 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 一 停用锅炉腐蚀的原因 1 锅炉内壁潮湿表面的腐蚀放水后锅炉在大气中的腐蚀属于氧去极化腐蚀 2 氧浓差腐蚀水的表层接触大气 溶解氧浓度大 较深层溶解氧浓度小 在同一金属表面出现不同的电极电位 从而造成腐蚀 也称水线腐蚀 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 二 停用锅炉保护方法 锅炉停用时发生的腐蚀的主要原因 金属表现潮湿 积水和空气的侵入 采取的措施 防止空气进入停用的锅炉内 保持金属表面充分干燥 向锅内加入钝化剂 除氧剂或缓蚀剂等 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 二 停用锅炉保护方法 1 湿法保护停炉时将锅炉充满水 防止空气进入 在锅水中加入防锈剂 比较简便的保护方法 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 二 停用锅炉保护方法 1 湿法保护 1 保持给水压力法控制锅内压力在0 3MPa以上 每天检测一次锅水中的溶解氧 一旦超标 更换锅水 投加亚硫酸钠 保持锅水温度在100 以上 特点 简单 效果较好 作为短期停炉保护手段 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 二 停用锅炉保护方法 1 湿法保护 2 保持蒸汽压力法用间断升火的办法保持锅炉蒸汽压力高于大气压力2倍左右 特点 保护工作简单 启动方便 能随时投入运行 适用于小型锅炉 但要耗费一定燃料 并需专人监督管理 第四节停用锅炉的腐蚀和防腐蚀 二 停用锅炉