电厂化学-9腐蚀与防止

1、1电厂化学及水处理电厂化学及水处理 华北电力大学能源与动力工程学院华北电力大学能源与动力工程学院刘忠刘忠培训讲座培训讲座 2第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止 1 1 金属腐蚀的基本理论金属腐蚀的基本理论 2 2 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀 3 3 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止 4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护3（1 1）金属腐蚀及其分类）金属腐蚀及其分类 金属腐蚀是指金属腐蚀是指金属表面与周围环境发生化学或电金属表面与周围环境发生化学或电化学作用而引起金属破坏或变质的现象。化学作用而引起金属破坏或变质的现象。 环境一般指材料

2、所处的介质、温度和压力等。环境一般指材料所处的介质、温度和压力等。 电厂的热力设备在制造、运输、安装、运行和停电厂的热力设备在制造、运输、安装、运行和停运期间，会发生各种形态的腐蚀。运期间，会发生各种形态的腐蚀。 金属腐蚀按其腐蚀机理的不同可分为化学腐蚀和金属腐蚀按其腐蚀机理的不同可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。电化学腐蚀两类。4化学腐蚀化学腐蚀 金属的表面与其周围介质直接进行化学反应，在金属的表面与其周围介质直接进行化学反应，在不产生电流不产生电流的情况下使金属遭到破坏的现象称为的情况下使金属遭到破坏的现象称为化学腐蚀。化学腐蚀。 这种腐蚀多发生在非导体中或干燥气体中。这种腐蚀多发生在非导体

3、中或干燥气体中。 例如炉管的外表面受高温炉烟的氧化，在过热蒸例如炉管的外表面受高温炉烟的氧化，在过热蒸汽中形成的汽水腐蚀，不含水的润滑油对金属的汽中形成的汽水腐蚀，不含水的润滑油对金属的腐蚀等，均属于化学腐蚀类。腐蚀等，均属于化学腐蚀类。电化学腐蚀电化学腐蚀 在金属遭到破坏的过程中，伴有在金属遭到破坏的过程中，伴有电流产生电流产生的腐蚀的腐蚀称为电化学腐蚀。称为电化学腐蚀。 金属在水溶液中或在潮湿空气中的腐蚀，属于电金属在水溶液中或在潮湿空气中的腐蚀，属于电化学腐蚀。化学腐蚀。 如在电厂，原水、补给水、给水、锅炉水、冷却如在电厂，原水、补给水、给水、锅炉水、冷却水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的

4、腐蚀等。水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的腐蚀等。5（2）电极电位）电极电位 将一块金属插入电解质溶液中时所构成的体系，称为电极。将一块金属插入电解质溶液中时所构成的体系，称为电极。电厂中所有与水相接触的热力设备均可看作为这样的电极。电厂中所有与水相接触的热力设备均可看作为这样的电极。 金属是以金属晶体的形式存在的，在金属晶体中，金属的金属是以金属晶体的形式存在的，在金属晶体中，金属的原子和金属的阳离子构成晶体的晶格结点，自由电子在晶原子和金属的阳离子构成晶体的晶格结点，自由电子在晶格间的孔隙中作无规则运动，通过静电引力使各晶格结点格间的孔隙中作无规则运动，通过静电引力使各晶格结点的金属原子或金

5、属阳离子紧密联系起来，也使各晶格结点的金属原子或金属阳离子紧密联系起来，也使各晶格结点在金属原子和金属离子之间不断相互转化。在金属原子和金属离子之间不断相互转化。 当金属与水溶液接触时，由于极性水分子的水合作用，使当金属与水溶液接触时，由于极性水分子的水合作用，使金属阳离子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中，反应金属阳离子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中，反应如下：如下： Fe + nH2O = Fe2+nH2O + 2e6 由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，因此金属带负电，水溶液带正电。因此金属带负电，水溶液带正电。 通

6、过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面，通过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。与金属上的多余负电荷形成双电层。 随着金属的不断溶解，金属中的负随着金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的溶解的束缚作用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。速度逐渐降低。 另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断溶解，这种沉积的趋势将越来

7、越强，即金属离子的沉积速溶解，这种沉积的趋势将越来越强，即金属离子的沉积速度逐渐增大。度逐渐增大。 当金属与溶液之间发生的这种溶解和沉积的速度相等时，当金属与溶液之间发生的这种溶解和沉积的速度相等时，则电极反应达到动态平衡。此时，双电层中正负电荷的数则电极反应达到动态平衡。此时，双电层中正负电荷的数量相对稳定，溶液中的过剩离子数量亦稳定。量相对稳定，溶液中的过剩离子数量亦稳定。7 由于双电层的形成，金属和溶液之间就产生了电位差，这由于双电层的形成，金属和溶液之间就产生了电位差，这种电位差成为该金属在此溶液中的电极电位。种电位差成为该金属在此溶液中的电极电位。 电极电位大小与电极的性质、溶液的浓

8、度和温度有关。电极电位大小与电极的性质、溶液的浓度和温度有关。 不同金属的电极电位不同，同种金属与不同溶液所形成的不同金属的电极电位不同，同种金属与不同溶液所形成的电极电位也不相同。电极电位也不相同。8（）腐蚀电池（）腐蚀电池 当电极过程达到平衡时，金属与溶液间形成的双电层处于当电极过程达到平衡时，金属与溶液间形成的双电层处于一种动态平衡，它将阻碍金属继续溶解。若将金属上的自一种动态平衡，它将阻碍金属继续溶解。若将金属上的自由电子引出则平衡将被破坏，金属将继续溶解。由电子引出则平衡将被破坏，金属将继续溶解。 不同电极的电极电位不同，如果将两个不同电极连接起来，不同电极的电极电位不同，如果将两个

9、不同电极连接起来，形成闭合回路即组成原电池。如由铜电极与锌电极组成的形成闭合回路即组成原电池。如由铜电极与锌电极组成的铜一锌原电池。铜一锌原电池。 由于铜电极的电极电位高于锌电极的电极电位，即铜的溶由于铜电极的电极电位高于锌电极的电极电位，即铜的溶解能力弱于锌，故锌电极上有更多的剩余自由电子，这些解能力弱于锌，故锌电极上有更多的剩余自由电子，这些自由电子在两电极间的电位差的作用下，通过导线到达铜自由电子在两电极间的电位差的作用下，通过导线到达铜电极，在外电路形成电流。电极，在外电路形成电流。 此时铜电极上的自由电子过剩，溶液中的铜离子沉积到铜此时铜电极上的自由电子过剩，溶液中的铜离子沉积到铜电

10、极板上中和过剩的自由电子，而在锌电极上，由于自由电极板上中和过剩的自由电子，而在锌电极上，由于自由电子数量减少，平衡被破坏，锌将继续溶解。该过程一直电子数量减少，平衡被破坏，锌将继续溶解。该过程一直持续到锌极板完全溶解为止，这种能将化学能转变为电能持续到锌极板完全溶解为止，这种能将化学能转变为电能的装置称为原电池。的装置称为原电池。9 金属各部位形成不同电位的原因很多，如金属中金属各部位形成不同电位的原因很多，如金属中含有杂质又处于介质含有杂质又处于介质(潮湿空气、水或电解质溶液潮湿空气、水或电解质溶液)中时，金属晶粒与晶界之间的能量差别，金属加中时，金属晶粒与晶界之间的能量差别，金属加工时所

11、产生的变形和内应力不同而造成的金属的工时所产生的变形和内应力不同而造成的金属的物理不均匀性，金属所接触的溶液组成和浓度的物理不均匀性，金属所接触的溶液组成和浓度的差异，金属表面的温度不同等。差异，金属表面的温度不同等。 实际上，腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些实际上，腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些部分形成的许多肉眼看不见的小型微原电池。部分形成的许多肉眼看不见的小型微原电池。 在原电池中，失去电子的金属电极上发生氧化反在原电池中，失去电子的金属电极上发生氧化反应，该金属溶解应，该金属溶解(即腐蚀即腐蚀)，此电极称为阳极，此电极称为阳极(如锌如锌电极电极)，另一个得到电子发生还原反应的电极

12、称为，另一个得到电子发生还原反应的电极称为阴极阴极(如铜电极如铜电极)。10 金属的电化学腐蚀是由腐蚀电池作用引起的，其金属的电化学腐蚀是由腐蚀电池作用引起的，其腐蚀速度决定于此腐蚀电池所产生电流的大小，腐蚀速度决定于此腐蚀电池所产生电流的大小，据此，可估算出腐蚀速度。据此，可估算出腐蚀速度。 在腐蚀电池中，金属本体就是它的外电路。照此在腐蚀电池中，金属本体就是它的外电路。照此说来，其电流应该很大，腐蚀速度很快，但是实说来，其电流应该很大，腐蚀速度很快，但是实际上腐蚀速度要远远小于估算值。际上腐蚀速度要远远小于估算值。 这是因为当电池形成闭合回路后，即使时间很短，这是因为当电池形成闭合回路后，

13、即使时间很短，其两极的电位差也会比原先的数值小得多。这种其两极的电位差也会比原先的数值小得多。这种电位差比起始值减小的现象称为极化。电位差比起始值减小的现象称为极化。 当电池接通后，阴极电位变低当电池接通后，阴极电位变低( (称为阴极极化称为阴极极化) )，阳极电位变高阳极电位变高( (称为阳极极化称为阳极极化) )，从而导致阴极和，从而导致阴极和阳极的电位差变小。极化的结果是腐蚀速度大幅阳极的电位差变小。极化的结果是腐蚀速度大幅度降低。度降低。（）极化与去极化（）极化与去极化11 通常，在腐蚀电池中阳极极化的程度不大，只有通常，在腐蚀电池中阳极极化的程度不大，只有当阳极上因氧化产物的积累使金

14、属表面状态发生当阳极上因氧化产物的积累使金属表面状态发生了变化，产生了所谓钝态的情况下，才显示出显了变化，产生了所谓钝态的情况下，才显示出显著的极化。著的极化。 而在阴极部分，假使接受电子的物质不能迅速地而在阴极部分，假使接受电子的物质不能迅速地扩散，或者阴极反应产物不能很快被排走，则由扩散，或者阴极反应产物不能很快被排走，则由于金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的于金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的电子就会堆积起来，产生阴极极化。电子就会堆积起来，产生阴极极化。 因此，在发生电化学腐蚀的情况下，溶液中必定因此，在发生电化学腐蚀的情况下，溶液中必定有易于接受电子的物质，这些物质在阴极

15、上接受有易于接受电子的物质，这些物质在阴极上接受电子，消除阴极的极化，使腐蚀速度加快。这种电子，消除阴极的极化，使腐蚀速度加快。这种消除或减小电极极化的作用称为去极化。起去极消除或减小电极极化的作用称为去极化。起去极化作用的物质称为去极化剂。化作用的物质称为去极化剂。12 例如，当水中有溶解氧例如，当水中有溶解氧(O2)时，水中溶解氧将会时，水中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用：消耗阴极上的自由电子起去极化作用：O2+2H2O+4e 4OH 这种水中溶解氧充当去极化剂发生的金属腐蚀过这种水中溶解氧充当去极化剂发生的金属腐蚀过程称为吸氧腐蚀（氧的去极化腐蚀）。程称为吸氧腐蚀（氧的去极化

16、腐蚀）。 当水溶液的当水溶液的pH值较低时，水中值较低时，水中H+浓度大，此时浓度大，此时H+就是去极化剂，它的去极化作用为：就是去极化剂，它的去极化作用为：2H+2e H2 这种氢离子充当去极化剂，发生的金属腐蚀过程这种氢离子充当去极化剂，发生的金属腐蚀过程称为析氢腐蚀（氢的去极化腐蚀）。称为析氢腐蚀（氢的去极化腐蚀）。13（）金属的腐蚀速度（）金属的腐蚀速度 金属腐蚀的速度是表示单位时间内金属腐蚀程度的金属腐蚀的速度是表示单位时间内金属腐蚀程度的一种方法，通常是用平均腐蚀速度来表示。平均腐一种方法，通常是用平均腐蚀速度来表示。平均腐蚀速度有时简称为腐蚀速度。常用的两种腐蚀速度蚀速度有时简称

17、为腐蚀速度。常用的两种腐蚀速度表示方法为：表示方法为： (1)按质量的减少表示按质量的减少表示。金属的腐蚀程度可以由样。金属的腐蚀程度可以由样品腐蚀后重量的减少来评定。这种方法常用来比较品腐蚀后重量的减少来评定。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。各种介质的侵蚀性。 (2)按腐蚀深度表示。按腐蚀深度表示。当两种金属的密度不同时，当两种金属的密度不同时，按重量计若其腐蚀速度相等，它们的腐蚀深度显然按重量计若其腐蚀速度相等，它们的腐蚀深度显然是不等的，密度大的金属，其腐蚀深度要浅一些。是不等的，密度大的金属，其腐蚀深度要浅一些。因此，为了表示腐蚀的危害性，用腐蚀深度来评定因此，为了表示腐蚀的危害性

18、，用腐蚀深度来评定腐蚀速度更为适当，通常用毫米年来表示。腐蚀速度更为适当，通常用毫米年来表示。14（）影响电化学腐蚀的因素（）影响电化学腐蚀的因素 影响金属腐蚀的因素可分为金属本身的内在因素和周围介影响金属腐蚀的因素可分为金属本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。质的外在因素两方面。 内在因素有金属的种类、结构，金属中含有的杂质等。其内在因素有金属的种类、结构，金属中含有的杂质等。其中，金属的种类是一个很重要的因素，不同金属的耐腐蚀中，金属的种类是一个很重要的因素，不同金属的耐腐蚀性能有很大差别。性能有很大差别。 对于某一确定的金属设备来说，外在因素的影响就成为影对于某一确定的金属设备来说

19、，外在因素的影响就成为影响该设备金属腐蚀的主要因素。影响金属腐蚀的外在因素响该设备金属腐蚀的主要因素。影响金属腐蚀的外在因素主要包括水中的溶解氧量、主要包括水中的溶解氧量、pH值、温度、盐类的成分和值、温度、盐类的成分和含量等。含量等。15第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止 1 1 金属腐蚀的基本理论金属腐蚀的基本理论 2 2 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀 3 3 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止 4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护16（）给水系统的腐蚀（）给水系统的腐蚀 锅炉给水系统包括给水和凝结水管道，给水泵，锅炉给水系统包括给水

20、和凝结水管道，给水泵，凝结水泵，高、低压加热器，省煤器，疏水箱等凝结水泵，高、低压加热器，省煤器，疏水箱等设备。在此系统中的水所溶解的氧和二氧化碳是设备。在此系统中的水所溶解的氧和二氧化碳是引起该系统金属腐蚀的主要原因。引起该系统金属腐蚀的主要原因。1）溶解氧腐蚀）溶解氧腐蚀 水中的溶解氧对水中的碳钢的腐蚀具有双重作用，水中的溶解氧对水中的碳钢的腐蚀具有双重作用，它既可以导致钢铁腐蚀，又可以使碳钢发生钝化。它既可以导致钢铁腐蚀，又可以使碳钢发生钝化。17 当水中杂质较多（当水中杂质较多（H电导率电导率0.3S/cm）时，溶解）时，溶解氧主要起腐蚀作用，腐蚀速率随溶解氧浓度的提氧主要起腐蚀作用，

21、腐蚀速率随溶解氧浓度的提高而增大。因此水质较差时，为控制氧腐蚀，尽高而增大。因此水质较差时，为控制氧腐蚀，尽可能除尽水中的溶解氧。可能除尽水中的溶解氧。 在高纯水中（在高纯水中（H电导率电导率200，水，水pH=8.711， 有适当有适当的的N2H4过剩量，最好能加催化剂。过剩量，最好能加催化剂。 电厂通常将浓度为电厂通常将浓度为40的工业水合联氨配成浓度为的工业水合联氨配成浓度为0.10.2的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。为了保证除氧效果，一般维持省煤器进口给水中为了保证除氧效果，一般维持省煤器进口给水中N2H4的量的量在在2050gL。在锅炉

22、启动阶段，应加大联氨的加药量，在锅炉启动阶段，应加大联氨的加药量，控制联氨的过剩量在控制联氨的过剩量在100gL。 联氨的加药点一般设在除氧器出口的给水母管中，但考虑联氨的加药点一般设在除氧器出口的给水母管中，但考虑为延长联氨与氧的作用时间，并且利用联氨的还原性，减为延长联氨与氧的作用时间，并且利用联氨的还原性，减轻低压加热器铜管的腐蚀，可以考虑将联氨加药点设置在轻低压加热器铜管的腐蚀，可以考虑将联氨加药点设置在凝结水泵的出口。凝结水泵的出口。252）给水加氨处理）给水加氨处理 目的是提高给水的目的是提高给水的pH值，防止产生游离值，防止产生游离CO2的酸性腐蚀。的酸性腐蚀。 原理原理 氨氨(

23、NH3)溶于水称为氨水，呈碱性：溶于水称为氨水，呈碱性： NH3H2ONH4+OH- 氨水的碱性可中和氨水的碱性可中和CO2与水作用生成的碳酸产生的与水作用生成的碳酸产生的H+： NH3H2O+H2CO3 NH4HCO3+H2O； NH4HCO3+ NH3H2O (NH4)2CO3+H2O 因此，通过加氨处理，可提高给水的因此，通过加氨处理，可提高给水的pH值，防止产生游值，防止产生游离离CO2的酸性腐蚀。的酸性腐蚀。 从铜铁防腐效果上全面考虑，目前一般将给水的从铜铁防腐效果上全面考虑，目前一般将给水的pH值调值调节在节在8.59.2范围内。范围内。 若单从减缓钢材腐蚀来说，给水的若单从减缓钢

24、材腐蚀来说，给水的pH值高于值高于9为好。但在为好。但在热力系统中，低压加热器及疏水冷却器、凝汽器都使用了热力系统中，低压加热器及疏水冷却器、凝汽器都使用了铜合金材料，当铜合金材料，当pH值大于值大于9时，铜的腐蚀随时，铜的腐蚀随pH值增大而值增大而明显加快。明显加快。26加氨的方法加氨的方法 氨处理常用的药品有液氨和氨水。氨处理常用的药品有液氨和氨水。 由于氨为挥发性物质，不论在热力系统的哪一部由于氨为挥发性物质，不论在热力系统的哪一部位加药，都可使整个汽水系统中有氨。位加药，都可使整个汽水系统中有氨。 一般常把氨加在补给水和给水中。一般常把氨加在补给水和给水中。 电厂一般是将浓氨液配成电厂

25、一般是将浓氨液配成15的稀溶液，与的稀溶液，与联氨用同一加药泵加入除氧器出口管的给水中。联氨用同一加药泵加入除氧器出口管的给水中。也可以设置单独的加药泵。也可以设置单独的加药泵。27第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止 1 1 金属腐蚀的基本理论金属腐蚀的基本理论 2 2 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀 3 3 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止 4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护28 锅炉运行时，锅炉内水汽的温度和压力较高或很锅炉运行时，锅炉内水汽的温度和压力较高或很高，炉管管壁温度很高，设备的各部分的应力很高，炉管管壁温度很高，设备的各

26、部分的应力很大，而且给水中杂质在锅炉内发生浓缩和析出，大，而且给水中杂质在锅炉内发生浓缩和析出，在锅内常集积有沉淀物，这些因素都会促进腐蚀，在锅内常集积有沉淀物，这些因素都会促进腐蚀，并使腐蚀问题复杂化。并使腐蚀问题复杂化。 所以，虽然进入锅炉的水都是经过除氧的，锅炉所以，虽然进入锅炉的水都是经过除氧的，锅炉水的水的pH值也常常比较高，但仍然会发生腐蚀。值也常常比较高，但仍然会发生腐蚀。29（1）沉积物下腐蚀）沉积物下腐蚀 当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀。这种面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀。这种腐蚀

27、和锅炉水的局部浓缩有关，因此也称为介质腐蚀和锅炉水的局部浓缩有关，因此也称为介质浓缩腐蚀。这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀，浓缩腐蚀。这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀，属于局部腐蚀。属于局部腐蚀。腐蚀机理腐蚀机理 在正常运行条件下，锅炉内金属表面上常覆盖着在正常运行条件下，锅炉内金属表面上常覆盖着一层一层Fe3O4膜，这是金属表面在高温锅炉水中形膜，这是金属表面在高温锅炉水中形成的：成的： 3Fe+4H2O Fe3O4+4H230 这样形成的这样形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保护性膜是致密的，具有良好的保护性能，锅炉可以不遭到腐蚀。如果此能，锅炉可以不遭到腐蚀。如果此Fe3O4膜遭到破

28、膜遭到破坏，金属表面直接与高温炉水接触，易受腐蚀。坏，金属表面直接与高温炉水接触，易受腐蚀。 促使促使Fe3O4膜破坏的一个重要因素，是锅炉水的膜破坏的一个重要因素，是锅炉水的pH值不合适。值不合适。 当当pH13时，腐蚀速度也明显加快。因为保护膜时，腐蚀速度也明显加快。因为保护膜也被溶解，且铁与也被溶解，且铁与NaOH直接反应：直接反应： Fe3O4+4NaOH = 2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH = Na2FeO2+H231 根据锅炉水中含有的杂质，沉积物下的腐蚀可分为以下两根据锅炉水中含有的杂质，沉积物下的腐蚀可分为以下两种情况：种情况： 酸性腐蚀酸性腐蚀 当

29、凝汽器发生泄漏，而且冷却水是海水或苦咸水时，冷却当凝汽器发生泄漏，而且冷却水是海水或苦咸水时，冷却水中的水中的MgCl2和和CaCl2进入锅炉，水解产生盐酸，其反应进入锅炉，水解产生盐酸，其反应式为：式为： MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O Ca(OH)2+2HCl 这两个反应的生成物这两个反应的生成物Mg(OH)2和和Ca(OH)2会形成沉积物，会形成沉积物，使沉积物下蒸发浓缩锅水的使沉积物下蒸发浓缩锅水的pH值迅速下降，破坏保护膜，值迅速下降，破坏保护膜，发生酸对金属的腐蚀，称酸性腐蚀。发生酸对金属的腐蚀，称酸性腐蚀。32 碱性腐蚀碱性腐蚀 当补给水中含

30、有碳酸盐或者凝汽器发生泄漏，碳酸盐类分当补给水中含有碳酸盐或者凝汽器发生泄漏，碳酸盐类分解使锅炉水中出现游离解使锅炉水中出现游离NaOH，反应如下：反应如下： NaHCO3 CO2+NaOH Na2CO3+H2O CO2+2NaOH 3Ca(HCO3)2+3Na3PO4 6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH 这样使沉积物下蒸发浓缩的锅炉水的这样使沉积物下蒸发浓缩的锅炉水的pH值很快升至值很快升至13以以上，破坏保护膜，发生碱对金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。上，破坏保护膜，发生碱对金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。33（2）腐蚀类型）腐蚀类型 在沉积物下可能发生酸性或碱性两种不同类型的在沉积物下可能发生

31、酸性或碱性两种不同类型的腐蚀。这两种腐蚀，又根据其损伤情况的不同，腐蚀。这两种腐蚀，又根据其损伤情况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。分为延性腐蚀和脆性腐蚀。延性腐蚀延性腐蚀 这种腐蚀多发生在多孔沉积物下面，是由于沉积这种腐蚀多发生在多孔沉积物下面，是由于沉积物下的碱性增强而产生的。物下的碱性增强而产生的。 特征是产生凹凸不平的腐蚀坑，坑上覆盖有腐蚀特征是产生凹凸不平的腐蚀坑，坑上覆盖有腐蚀产物，坑下金相组织和机械性能都没有变化。产物，坑下金相组织和机械性能都没有变化。 当腐蚀坑达到一定的深度以后，管壁变薄，这时当腐蚀坑达到一定的深度以后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。便会因过热而鼓包或

32、爆管。34脆性腐蚀脆性腐蚀 这种腐蚀多发生在比较致密的沉积物下面，是由这种腐蚀多发生在比较致密的沉积物下面，是由于沉积物下酸性增强而产生的。发生这种腐蚀时，于沉积物下酸性增强而产生的。发生这种腐蚀时，产生的产生的H2使金属有明显的脱碳现象，腐蚀部位的使金属有明显的脱碳现象，腐蚀部位的金相组织发生了变化，即金相组织发生了变化，即 C+2H2 = CH4 产生的甲烷气体在沉积物下不易逸出，以致在晶产生的甲烷气体在沉积物下不易逸出，以致在晶格间形成较大的应力，导致金属逐渐形成裂纹，格间形成较大的应力，导致金属逐渐形成裂纹，使金属变脆。严重时，管壁还未变薄就会爆管。使金属变脆。严重时，管壁还未变薄就会

33、爆管。 这种腐蚀是因为腐蚀反应中产生的氢渗入到金属这种腐蚀是因为腐蚀反应中产生的氢渗入到金属内部引起的，因此又称为氢脆。内部引起的，因此又称为氢脆。35（3 3）防止方法）防止方法 发生沉积物下腐蚀的基本条件是锅炉炉管上有沉积物和锅发生沉积物下腐蚀的基本条件是锅炉炉管上有沉积物和锅炉水有侵蚀性。因此，要防止沉积物下腐蚀，既要防止锅炉水有侵蚀性。因此，要防止沉积物下腐蚀，既要防止锅炉炉管上形成沉积物又要消除锅炉水的侵蚀性。通常采用炉炉管上形成沉积物又要消除锅炉水的侵蚀性。通常采用以下措施：以下措施： 1)1)新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗，锅炉运行后要新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗，锅炉

34、运行后要定期清洗，以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。定期清洗，以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。 2)2)提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中的铜、铁提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中的铜、铁含量增大。含量增大。 3)3)尽量防止凝汽器泄漏。尽量防止凝汽器泄漏。 4)4)调节锅炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。调节锅炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。 5)5)做好锅炉的停用保护工作，防止停用腐蚀，以免炉管金做好锅炉的停用保护工作，防止停用腐蚀，以免炉管金属表面上附着腐蚀产物，同时，还可避免由于停用腐蚀产属表面上附着腐蚀产物，同时，还可避免由于停用腐蚀产物而增加运行时锅

35、炉水的含铁量。物而增加运行时锅炉水的含铁量。36第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止 1 1 金属腐蚀的基本理论金属腐蚀的基本理论 2 2 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀 3 3 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止 4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护37（1）热力设备停用时的腐蚀）热力设备停用时的腐蚀 热力设备停用时，如果不采取有效的保护措施，热力设备停用时，如果不采取有效的保护措施，其水汽系统的金属内表面会发生严重的氧腐蚀，其水汽系统的金属内表面会发生严重的氧腐蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。这种腐蚀称为停用腐蚀。 发生这种腐蚀是因为当热力设备

36、（如锅炉）停用发生这种腐蚀是因为当热力设备（如锅炉）停用后，外界空气必然会大量进入炉内水汽系统内，后，外界空气必然会大量进入炉内水汽系统内，此时，锅炉虽已放水，但在炉管金属的内表面上此时，锅炉虽已放水，但在炉管金属的内表面上往往因受潮而附着一薄层水膜，空气中的氧便溶往往因受潮而附着一薄层水膜，空气中的氧便溶解在此水膜中，使水膜中饱含溶解氧，所以很容解在此水膜中，使水膜中饱含溶解氧，所以很容易引起金属的氧腐蚀。易引起金属的氧腐蚀。 若停用后未将锅内的水排放或者有的部位水无法若停用后未将锅内的水排放或者有的部位水无法放尽，使一些金属表面仍被水浸润着，则同样会放尽，使一些金属表面仍被水浸润着，则同样

37、会因大量空气中的氧溶解在这些水中，而使金属遭因大量空气中的氧溶解在这些水中，而使金属遭到溶解氧腐蚀。到溶解氧腐蚀。38 停用腐蚀的危害性有两方面：一方面，在短期内停用腐蚀的危害性有两方面：一方面，在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀，而运行锅使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀，而运行锅炉一般只在省煤器前部发生氧腐蚀，另一方面，炉一般只在省煤器前部发生氧腐蚀，另一方面，加剧热力设备运行时的腐蚀。加剧热力设备运行时的腐蚀。 停炉腐蚀产物在锅炉运行时大量进入锅炉水中，停炉腐蚀产物在锅炉运行时大量进入锅炉水中，使锅炉水含铁量增大，加剧锅炉炉管中沉积物的使锅炉水含铁量增大，加剧锅炉炉管中沉积物的形成。

38、形成。 停用腐蚀使金属表面上产生的沉积物及所造成的停用腐蚀使金属表面上产生的沉积物及所造成的金属表面粗糙状态，会成为运行中腐蚀的促进因金属表面粗糙状态，会成为运行中腐蚀的促进因素。素。 因此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取因此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。保护措施。39（2）锅炉停用保护的方法）锅炉停用保护的方法 防止锅炉水汽系统发生停用腐蚀的方法较多，按防止锅炉水汽系统发生停用腐蚀的方法较多，按其作用原理可分为以下三类：其作用原理可分为以下三类： 1)阻止空气进入停用锅炉的水汽系统内。这类方阻止空气进入停用锅炉的水汽系统内。这类方法包括充氮法、保持蒸汽压力法等。法包括

39、充氮法、保持蒸汽压力法等。 2)降低热力设备水汽系统内部的湿度。当停用设降低热力设备水汽系统内部的湿度。当停用设备内部相对湿度小于备内部相对湿度小于20时，就能避免腐蚀。这时，就能避免腐蚀。这类方法有烘干法、干燥剂法等。类方法有烘干法、干燥剂法等。 3)加缓蚀剂，使金属表面生成保护膜，如加十八加缓蚀剂，使金属表面生成保护膜，如加十八烷胺。烷胺。40加加联氨联氨氨法氨法 此法是在锅炉内充满联氨此法是在锅炉内充满联氨(N2H4)和氨和氨(NH3)的混合的混合液。利用联氨的还原性，除掉水中的溶解氧。液。利用联氨的还原性，除掉水中的溶解氧。 加氨的目的是调节水的加氨的目的是调节水的pH。 联氨的过剩量

40、应维持在联氨的过剩量应维持在200mg/L，pH10。 在保护过程中，应定期检查联氨浓度和在保护过程中，应定期检查联氨浓度和pH值，若值，若不符合要求，应及时采取措施。不符合要求，应及时采取措施。 联氨法宜用于停用时间较长或备用的锅炉。使用联氨法宜用于停用时间较长或备用的锅炉。使用联氨保护的锅炉，在启动前，应将联氨和氨水排联氨保护的锅炉，在启动前，应将联氨和氨水排放干净，并进行冲洗。放干净，并进行冲洗。 在锅炉点火以后，应先向空排汽，当蒸汽中氨含在锅炉点火以后，应先向空排汽，当蒸汽中氨含量小于量小于2mgkg时才可送汽，以免氨浓度过大腐时才可送汽，以免氨浓度过大腐蚀凝汽器铜管。蚀凝汽器铜管。4

41、1保持给水压力法保持给水压力法 是在锅炉内充满除氧合格的给水，并用给水泵顶是在锅炉内充满除氧合格的给水，并用给水泵顶压，使锅炉内水的压力为压，使锅炉内水的压力为0.51.0MPa，然后将然后将水汽系统所有阀门关闭，以防止空气渗入锅炉内水汽系统所有阀门关闭，以防止空气渗入锅炉内而达到防腐的目的。而达到防腐的目的。 保护期间应严密监督锅炉内的压力。如果发现水保护期间应严密监督锅炉内的压力。如果发现水的压力下降，应查明原因，再送水顶压。保护期的压力下降，应查明原因，再送水顶压。保护期间应每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超过给间应每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超过给水所允许的标准，应换含氧量合格的给

42、水。水所允许的标准，应换含氧量合格的给水。 此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此法此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此法保护时，应有防冻措施。保护时，应有防冻措施。42 氨液法氨液法 氨液法是基于在含氨量很大的水氨液法是基于在含氨量很大的水(8001000mg/L)中，钢中，钢铁具有不会被氧腐蚀的性能。铁具有不会被氧腐蚀的性能。 氨液停用保护法，是将凝结水或补给水配制成含氨量为氨液停用保护法，是将凝结水或补给水配制成含氨量为800mg/L以上的稀氨液，用泵打人锅炉水汽系统内，并使以上的稀氨液，用泵打人锅炉水汽系统内，并使其在系统内进行循环，直到各采样点取得样品的氨液浓度其在系统内进行循

43、环，直到各采样点取得样品的氨液浓度趋于相同，然后将锅炉所有阀门关严，以免氨液漏掉。在趋于相同，然后将锅炉所有阀门关严，以免氨液漏掉。在保护期间，每星期应分析氨液浓度一次，若发现氨的剂量保护期间，每星期应分析氨液浓度一次，若发现氨的剂量显著下降，应寻找原因，采取预防措施并补加新氨液。显著下降，应寻找原因，采取预防措施并补加新氨液。 锅炉充氨液前，应将存水放掉，立式过热器内存水应用氨锅炉充氨液前，应将存水放掉，立式过热器内存水应用氨液将积水顶出。因为氨液对铜制件有腐蚀作用，事先应拆液将积水顶出。因为氨液对铜制件有腐蚀作用，事先应拆除或者隔离可能与氨液接触的铜制件。氨液容易蒸发，故除或者隔离可能与氨

44、液接触的铜制件。氨液容易蒸发，故水温不宜过高，系统要求严密。水温不宜过高，系统要求严密。 锅炉启动前，应将全部氨液排出后再进水，在锅炉点火并锅炉启动前，应将全部氨液排出后再进水，在锅炉点火并升汽压后，用蒸汽冲洗过热器并向空排汽，直到蒸汽中含升汽压后，用蒸汽冲洗过热器并向空排汽，直到蒸汽中含氨量小于氨量小于2mg/kg，才可将锅炉出口蒸汽并入主蒸汽母管或才可将锅炉出口蒸汽并入主蒸汽母管或向汽轮机送汽。采取这种措施的目的，是为了防止蒸汽含向汽轮机送汽。采取这种措施的目的，是为了防止蒸汽含氨量太高引起铜制件的腐蚀。氨量太高引起铜制件的腐蚀。 氨液法适用于保护长期停用的锅炉。若冬季锅炉房气温低，氨液法适用于保护长期停用的锅炉。若冬季锅炉房气温低，有冰冻可能时，采取此法也应有防冻措施。有冰冻可能时，采取此法也应有防冻措施。43烘干法烘干法 适用于从运行转入检修的锅炉的保护。适用于从运行转入检修的锅炉的保护。 锅炉熄火后，当锅炉压力降至一定值，锅炉水水锅炉熄火后，当锅炉压力降至一定值，锅炉水水温大约降至温大约降至120150时，进行放水。时，进行放水。 放水后，利用炉内余热或用点火设备在炉内点微放水后，利用炉内余热或用点火设备在炉内点微火，将锅内金属表面烘干，同时辅以负压系统抽火，将锅内金属表面烘干，同时辅以负压系统抽出湿蒸汽，使锅炉金属表面干燥以防止腐蚀。出湿蒸汽，使