鍋爐水汽腐蝕

1、準(zhǔn)備：爐外水處理的目的是除去水中的懸浮物、鈣、鎂化合物以及溶于水中的其 他雜質(zhì)，使其達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。以抑制給水對(duì)金屬材料的腐蝕；減少隨給水帶入鍋爐的腐蝕產(chǎn)物和其他雜 質(zhì)；防止因減溫水引起混合式過熱器、再熱器和汽輪機(jī)積鹽。方式主要有：軟化、化學(xué)除鹽、熱力除鹽、電滲析和反滲透四種方式。爐內(nèi)水處理的目的主要是消除鍋外處理后的殘余硬度，防止水垢產(chǎn)生；保 持鍋水一定的堿度和PH值，防止鍋爐的腐蝕和鍋爐汽包內(nèi)壁保護(hù)膜的破壞，指 導(dǎo)鍋爐的排污，防止二次水垢的產(chǎn)生與熱能的損失。汽包鍋爐水汽系統(tǒng)。汽包鍋爐如果水質(zhì)不良，就會(huì) 引起水汽系統(tǒng)結(jié)垢、積鹽、金屬腐蝕等故障, 還會(huì)導(dǎo)致鍋爐過熱蒸汽品質(zhì)劣化，影響到

2、汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。給水經(jīng)省煤器進(jìn)入汽包一經(jīng)集中下降管-分配至各下聯(lián)箱-經(jīng)上升管(水 冷壁)吸收爐膛熱量-汽水混合物回到汽包并分離出飽和蒸汽-飽和蒸汽經(jīng)蒸 汽引出管至頂棚過熱器-再到煙道包墻過熱器-低溫過熱器-高溫過熱器 -經(jīng)主蒸汽管至汽輪機(jī)高壓缸-再熱器-汽輪機(jī)低壓缸-凝汽器- 凝結(jié)水泵低壓加熱器除氧器高壓加熱器給水泵省煤器。二、水汽系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運(yùn)行時(shí)，由于溫度和壓力都很高，爐管管壁溫度很高，設(shè)備各部分的應(yīng) 力很大，且由于水中雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)濃縮析出形成沉積物，這些因素都會(huì)促進(jìn)金屬 發(fā)生腐蝕。水汽系統(tǒng)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕或結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致鍋爐爆管。水汽系統(tǒng)常見腐 蝕有以下幾種：1、氧腐蝕：在正常運(yùn)

3、行情況下，一般不會(huì)有大氣侵入鍋內(nèi)，所以鍋內(nèi)一般 不會(huì)發(fā)生氧腐蝕，但在下列情況下，有可能會(huì)發(fā)生氧腐蝕。(1) 除氧器運(yùn)行不正常。如：送入除氧器的蒸汽量調(diào)節(jié)不及時(shí)；除氧器負(fù) 荷變動(dòng)過大；間斷性向除氧器中補(bǔ)加大量補(bǔ)給水； 對(duì)溶解氧測(cè)定不準(zhǔn)確等等。腐 蝕首先發(fā)生在省煤器進(jìn)口端，并可能發(fā)展到省煤器中部和尾部，直至鍋爐下降管。 在鍋爐上升管內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生氧腐蝕， 這里的氧集中在汽泡中，不會(huì)到達(dá)金屬表 面。(2) 基建爐和停用期間無(wú)防護(hù)鍋爐。在鍋爐基建和停用期間，如果沒有采 取保護(hù)措施，大氣中的氧和水汽侵入鍋爐，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐腐蝕。在基建中發(fā)生的 腐蝕，可通過啟動(dòng)前的化學(xué)清洗進(jìn)行清除， 但如果形成腐蝕坑，會(huì)在

4、運(yùn)行中形成 腐蝕電池，繼續(xù)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以在基建中好應(yīng)做好防腐蝕工作。停爐時(shí)的氧腐蝕通常發(fā)生在整個(gè)水汽系統(tǒng)中，往往比運(yùn)行時(shí)發(fā)生的氧腐蝕嚴(yán) 重得多，由于腐蝕造成金屬的表面的損傷，在鍋爐投入運(yùn)行后會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生不良影 響，所以停用腐蝕危害非常大，對(duì)停用鍋爐要做好防腐蝕措施。為了防止基建期間鍋爐的腐蝕，可采取：a. 出廠時(shí)，對(duì)爐管、聯(lián)箱等采取必要的防腐性措施，使金屬表面形成合適的保護(hù)膜；對(duì)所有開口部位加罩和封閉，防止泥沙、在進(jìn)入；b. 各容器及各管件在存放保管時(shí)，應(yīng)保證內(nèi)部和外界空氣隔絕，防止水分侵入；c. 鍋爐在組裝前，各部件都要進(jìn)行清理；d. 水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)繼續(xù)讓壓試驗(yàn)用水充滿鍋爐。為了減少

5、鍋爐在水壓試驗(yàn)中和其后停放過程中的腐蝕， 水壓試驗(yàn)要采用加氨和聯(lián)氨(200500mg/L)的除鹽水，將PH值調(diào)節(jié)至10,并每月檢查一次水質(zhì)2、沉積物下腐蝕：當(dāng)鍋爐金屬表面附著有水垢或水渣時(shí) ，在其下面會(huì)發(fā)生 嚴(yán)重的腐蝕，稱為沉積物下腐蝕，這高壓鍋爐常見的一種腐蝕形式。(1) 原理：在正常運(yùn)行條件下，鍋內(nèi)金屬表面常覆蓋的一層 FeO這是金屬 在高溫爐水中形成的：3Fe 十 4140FeaO4十 4H2 T這樣的保護(hù)膜是致密的，且具體良好的保護(hù)性能，鍋爐不會(huì)遭到腐蝕，如果 遭到破壞，金屬暴露在高溫爐水中，很容易受到腐蝕，促使四氧化三鐵保護(hù)膜被 破壞的一個(gè)重要原因就是 爐水的PH值不合適。_在PH&

6、lt; 8的情況下，氫離子起了去極化作用，此時(shí)的反應(yīng)產(chǎn)物都是可溶解的， 不易形成保護(hù)膜。Fe3Q+8HCI = FeCl 2+2FeCl3+4HO在PH> 13的情況下，金屬表面的四氧化三鐵保護(hù)膜被破壞：Fe3O4十 4NaOH>2FeNaO十 NaFeO十 2H2OFe 十 2NaOH>NaFeQ十 H4亞鐵酸鈉是可溶的，隨著 PH的不斷升高，腐蝕速度迅速增大。在一般條件 下，由于鍋水PH?？刂圃赺9-11，鍋爐金屬表面的保護(hù)膜是穩(wěn)定的，不會(huì)發(fā)生腐 蝕，但當(dāng)金屬表面有沉積物時(shí)，由于沉積物的傳熱性差，沉積物下金屬管壁溫度 升高，滲透到沉積物下的爐水發(fā)生急劇蒸發(fā)濃縮_ ,且由于

7、沉積物的阻礙不易與爐 水混合均勻，使沉積物下的濃溶液對(duì)鍋爐造成侵蝕。(2) 給水帶有結(jié)垢物質(zhì)(主要是鐵的腐蝕產(chǎn)物)，是引起鍋內(nèi)發(fā)生沉積下腐蝕的一個(gè)重要因素。在運(yùn)行中，由于這些結(jié)垢物質(zhì)容易沉積在管壁的向火側(cè)，所以向火側(cè)是腐蝕的多發(fā)部位。當(dāng)爐水中有游離氫氧化鈉時(shí)，由于參透到沉積物下的爐水高度濃縮， PH值 升得很高，PH大于13時(shí)，對(duì)金屬造成腐蝕。當(dāng)凝汽器泄漏時(shí)，爐水中存在 MgCL和CaCL時(shí)，處于沉積物下蒸發(fā)濃縮的 MgC2和CaCL，發(fā)生如下反應(yīng)：MgCL+2HO Mg(OH2+2HCLCaCL+2HO Ca(OH)+2HCL反應(yīng)生成物Mg(OH2和Ca(OH)會(huì)生成沉淀物，而濃縮的爐水變成

8、了強(qiáng)酸(HCI)溶液，以致在沉積物下發(fā) 生酸對(duì)金屬的腐蝕。(3) 沉積物下腐蝕分類分為：酸性腐蝕：爐管沉積物下沉積一層沉積物，且爐水中含有氯化鎂及氯 化鈣，在沉積物下鍋爐水中 MgCL和CaCL等物質(zhì)水解產(chǎn)生去極化劑氫離子，導(dǎo) 致金屬發(fā)生酸性腐蝕。陽(yáng)極：F Fe2+2e陰極:2H+2e 2FH H反應(yīng)生成的氫氣受到沉積物的阻礙不能很快擴(kuò)散汽水混合物區(qū)域中， 因此在 管壁與沉積物之間積累了大量氫氣， 這些氫一部分可能擴(kuò)散到金屬內(nèi)部， 和碳鋼 中的碳化鐵(滲碳體)發(fā)生反應(yīng)：因而造成碳鋼脫碳，金相組織受到破壞，并且反應(yīng)產(chǎn)物甲烷會(huì)在金屬內(nèi)部產(chǎn) 生壓力，使金屬組織中產(chǎn)生裂紋。堿性腐蝕：如果爐水中有游離氫

9、氧化鈉，那么在沉積物下會(huì)濃縮有很高濃度 的氫氧根，發(fā)生堿性腐蝕。 此時(shí)處于沉積物外部的爐水和沉積物相關(guān)， 前者的氫 氧根離子濃度小， 氫離子濃度大， 因此陰極反應(yīng)不是發(fā)生在沉積物下面， 而是發(fā) 生在沒有沉積物的背火側(cè)的管壁上， 這時(shí)生成的氫氣沒有阻礙， 可進(jìn)入汽水系統(tǒng) 中，最終隨蒸汽流向汽輪機(jī)， 所以不會(huì)發(fā)生鋼的脫碳現(xiàn)象， 只是在沉積物下形成 一個(gè)個(gè)腐蝕坑。蒸汽中的 H2 是反映金屬腐蝕的一個(gè)特征信息。鍋爐水中的游離NaOH是從哪里來(lái)的？a. 進(jìn)入鍋內(nèi)的給水中含有少量的碳酸鹽，如：?jiǎn)渭儭扳c離子交換法”制的軟化水為補(bǔ)給水時(shí)，給水中有碳酸氫鈉，以“石灰處理 -鈉離子交換法 ” 作補(bǔ)給水時(shí)，給水中含

10、有碳酸鈉；以除鹽水作補(bǔ)給水時(shí)，因凝汽器的滲漏，冷卻水中 的碳酸鹽進(jìn)入給水中，因而有少量的碳酸鹽。這些碳酸鹽進(jìn)入鍋內(nèi)后，由于鍋 內(nèi)水溫高，發(fā)生下列反應(yīng)而產(chǎn)生 NaOH：,2HCO f CO+HO+COC&- +HCf CO+2OHHCO3- fCO2+OH-上述碳酸鹽的分解是鍋內(nèi)游離 NaOH的主要來(lái)源。b. 當(dāng)離子交換器的進(jìn)堿門關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，再生劑 NaOH可能隨補(bǔ)給水進(jìn)入鍋 爐水中。（2）腐蝕類型：在沉積物下可能發(fā)生堿性或酸性兩種不同類型的腐蝕，根 據(jù)其損傷情況的不同，分別稱為延性腐蝕和脆性腐蝕。A. 延性腐蝕： 發(fā)生在多孔沉積物的下面， 是由于沉積物下的堿性增大而引起 的，腐蝕的特征

11、是腐蝕坑高低不平， 坑上覆蓋有腐蝕產(chǎn)物， 坑下金屬的金相組織 和機(jī)械性能都沒有變化， 金屬仍保持延性。 當(dāng)腐蝕坑達(dá)到一定深度后， 管壁變薄， 會(huì)因過熱而鼓包或爆管。B. 脆性腐蝕： 發(fā)生在比較致密的沉積物下面，是由于沉積物下酸性增大而 引起的，腐蝕的特征是腐蝕部位的金相組織發(fā)生了變化， 有明顯的脫碳現(xiàn)象， 生 成了細(xì)小的裂紋， 使金屬變脆。 這種腐蝕是由于腐蝕反應(yīng)中產(chǎn)生的氫滲入了金屬 內(nèi)部而引起的，也稱為氫脆。（3）引起沉積物下腐蝕的運(yùn)行條件 發(fā)生沉積物下腐蝕的必須條件是鍋爐管壁上有沉積物且爐水有侵蝕性。 造成這些條件的工況有：結(jié)垢物質(zhì)帶入鍋爐（形成沉積物） ；凝汽器泄漏（帶入氯化 鎂、氯化鈣

12、）；補(bǔ)給水水質(zhì)不良（堿酸鹽堿度較大時(shí)，它在鍋內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)化為氫氧化 鈉）（4）沉積物下腐蝕的防止要防止沉積物下腐蝕， 除主要從防止?fàn)t管上形成沉積物著手外， 還應(yīng)消除鍋 爐水的侵蝕性。采取以下措施：（1）新裝鍋爐要進(jìn)行化學(xué)清洗，運(yùn)行鍋爐定期進(jìn)行清洗，以除去沉積在金 屬管壁上的腐蝕產(chǎn)物；（2）提高給水水質(zhì)，防止給水系統(tǒng)腐蝕而使給水的銅、鐵含量增大；（3）防止凝汽器的泄漏；（4）調(diào)節(jié)鍋爐水質(zhì)，消除爐水的侵蝕性，如對(duì)爐水進(jìn)行協(xié)調(diào) PH-磷酸鹽處 理，消除游離的氫氧化鈉；（5）做好鍋爐停用保護(hù)工作，防止沉積物的產(chǎn)生。三、水蒸汽腐蝕_當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá)450C時(shí)，蒸汽會(huì)與碳鋼發(fā)生反應(yīng)。在450570E之間時(shí)，產(chǎn)

13、物為 FaQ3Fe 十 4H2OFeO 十 4H T溫度高于570T時(shí)，反應(yīng)生成物為Fe?Q2Fe 十 3F2OFqQ 十 3H2T這兩種反應(yīng)所引起的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕，當(dāng)產(chǎn)生這種腐蝕時(shí)，管壁均勻 變薄，腐蝕產(chǎn)物呈粉末狀或鱗片狀，多半是FaQ2、在鍋爐中，發(fā)生汽水腐蝕的部位，一般在以下兩處：_(1) 汽水停滯部位。當(dāng)鍋爐內(nèi)有水平的或傾斜較小的管段，以致水循環(huán)不暢， 運(yùn)行中發(fā)生汽塞或汽水分層時(shí)，就可能在這些地方因蒸汽嚴(yán)重過熱而產(chǎn)生汽水腐 蝕。(2) 蒸汽過熱器。鍋爐過熱蒸汽的溫度，一般在 450C 570C范圍內(nèi)。在正 常情況下，如運(yùn)行良好，在過熱器的管壁上會(huì)形成一層黑色的 F&O保護(hù)膜

14、，從 而防止了腐蝕。如果在運(yùn)行中過熱器的熱負(fù)荷和溫度波動(dòng)較大， 使保護(hù)膜遭到破 壞，那么過熱器管壁就會(huì)遭受嚴(yán)重的汽水腐蝕。3、防止方法：消除鍋爐中傾斜度小的管段，保證汽水正常循環(huán)；對(duì)于過熱 器，如溫度過高，應(yīng)采用特種鋼材制造。這是因?yàn)槌邏汉蛠喤R界壓力鍋爐的過 熱蒸汽溫度已達(dá)550C以上，不論是在機(jī)械性能方面(高溫下發(fā)生蠕變)或耐蝕 性能方面普通的碳鋼都不能承受，必須用其他材料，如耐熱奧氏體不銹鋼。四、當(dāng)金屬除了受某些腐蝕性介質(zhì)和機(jī)械應(yīng)力的聯(lián)合作用下發(fā)生的裂紋損壞，這是一種特殊的腐蝕現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕有以下幾種類型：.(2)應(yīng)力腐蝕破裂：是奧氏體鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)作用下發(fā)生的腐蝕損

15、 壞。它是一種極為隱蔽的危險(xiǎn)的局部腐蝕形式，往往在沒有明顯預(yù)兆時(shí)，就造成災(zāi)難性事故。熱力設(shè)備中與水和濕蒸汽汽接觸的金屬都有發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的可 能。特征：一應(yīng)力腐蝕裂紋起源于腐蝕介質(zhì)相接觸的表面。裂紋通常是表面保護(hù)膜的局部 破口處，常常發(fā)生點(diǎn)蝕的部位。應(yīng)力腐蝕破裂宏觀斷口為脆性斷口中， 沒有明顯的塑性變形、斷口與拉伸應(yīng) 力方向垂直，斷口表面無(wú)金屬光澤，為褐色或暗色，說明已發(fā)生腐蝕或氧化。通常碳鋼及低合金鋼的應(yīng)力腐蝕斷口大部分是沿晶開裂， 裂紋沿大致垂直于 所施應(yīng)力的晶界延伸。斷口為沿晶斷口，斷口表面可清晰地看到腐蝕痕跡。 在含 氯離子的介質(zhì)中，奧氏體不銹鋼常為穿晶斷裂，而鉻不銹鋼則是呈現(xiàn)沿晶斷

16、裂。環(huán)境因素的影響只有在特定的體系中才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)力腐蝕破裂引起的鍋爐失效：氯化物、氫氧化鈉、硫化物等物質(zhì)都對(duì)奧氏體鋼有很強(qiáng)的侵蝕性。在鍋爐制造、安裝或者檢修過程中，過熱器和再熱器的管子經(jīng)焊接或彎管工 藝后，管材內(nèi)部可能有些殘余應(yīng)力。水壓試驗(yàn)或鍋爐清洗時(shí)，含有氯化物、硫物 化、氫氧化物的水溶液進(jìn)入或殘留在過熱器或再熱器中，當(dāng)鍋爐啟動(dòng)時(shí)，由于這種殘存水很快蒸發(fā)掉，水中雜質(zhì)會(huì)被濃縮到很高的濃度，于是在這種侵蝕性濃溶 液和內(nèi)應(yīng)力的雙重作用下，奧氏體鋼材就會(huì)產(chǎn)生腐蝕裂紋。所以應(yīng)力腐蝕開裂是 發(fā)生在高參數(shù)鍋爐的過熱器和再熱器等奧氏體鋼部件上的一種特殊的應(yīng)力腐蝕 故障。在應(yīng)力作用下，金屬材料的腐

17、蝕過程被強(qiáng)化，既加速了腐蝕進(jìn)程，也增強(qiáng)了 金屬的損壞過程，在腐蝕和應(yīng)力的共同作用下，爐管的損壞提前發(fā)生，常以爆破 的形式出現(xiàn)，其危害極大。由酸腐蝕引起 的應(yīng)力腐蝕破裂時(shí)有發(fā)生，這種故障發(fā)展快，鍋爐損壞范圍 大，有時(shí)可引起全爐大部分爐管損壞失效。防止措施：為了防止應(yīng)力腐蝕破裂，在制造、安裝、檢修時(shí)應(yīng)盡可能消除 鋼材的內(nèi)應(yīng)力。在鍋爐化學(xué)清洗或部件水壓試驗(yàn)時(shí)， 要小心避免含有氯化物、硫 化物、氫氧化物的水溶液進(jìn)入或殘留在過熱器、再熱器管子中，對(duì)于管件的U形彎頭處更應(yīng)特別留意。由于氯離子和氫氧根離子等侵蝕性離子易引起奧氏體鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂， 故應(yīng)對(duì)其加強(qiáng)保管，在運(yùn)輸中防止二氧化硫、二氧化碳?xì)夥罩械拇?/p>

18、氣腐蝕；還 應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行中的水質(zhì)管理，如嚴(yán)格控制水汽中的氯離子含量。尤其是用海水作 循環(huán)冷卻水時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防凝汽器泄漏時(shí)還入的氯離子對(duì)奧氏體鋼過熱器和再熱器 的腐蝕。2.2腐蝕疲勞：金屬在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的一種應(yīng)力腐蝕。 它所產(chǎn)生的裂紋有穿晶的，也 有晶間的，也有兩種都有的。這是由于鍋爐金屬材料在受到不同方向、 大小不一 的應(yīng)力的作用時(shí)，與水相接觸的金屬表面上的保護(hù)膜被這種交變應(yīng)力破壞， 因而 發(fā)生電化學(xué)不均一性，導(dǎo)致的局部腐蝕。典型的腐蝕疲勞裂紋是穿晶的，常帶有分枝。腐蝕疲勞中點(diǎn)蝕可以發(fā)生在金 屬表面裂紋起始的根部，但點(diǎn)蝕并非是失效的必要條件。發(fā)生部位：鍋爐的集汽聯(lián)箱（即聯(lián)箱的排水孔處）是易發(fā)生

19、腐蝕疲勞的部位。主要是由 于管板連接不合理，蒸汽中的冷凝水和熱金屬周期接產(chǎn)生交變應(yīng)力。必于交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共共同作用引起的失效。鍋爐汽包和管道連接處也會(huì)產(chǎn)生腐蝕疲勞， 主要是由于給水、磷酸鹽溶液和排污水的溫度交變引起的腐蝕疲勞失效。 如給水 管接頭、加藥管接頭、定排管接頭與下聯(lián)箱的連接處。因金屬局部受到交變冷熱 應(yīng)力的作用會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞。因?yàn)楫?dāng)管道中水流的溫度低于鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)時(shí)， 結(jié) 合處發(fā)生冷卻現(xiàn)象，隨后水流停止時(shí)，又被爐水加熱，這些過程都會(huì)使金屬受到 很大的應(yīng)力。此外，汽輪機(jī)葉片也會(huì)產(chǎn)生腐蝕疲勞，其腐蝕部位們于濕蒸汽區(qū)的葉片， 特 別是蒸汽開始凝結(jié)的地方。原因是由于濕蒸汽的葉片表面有濕分

20、，若蒸汽中Cl、 S2-等腐蝕物質(zhì)，便形成腐蝕環(huán)境。汽輪機(jī)葉片在運(yùn)行中由于振動(dòng)等原因受到交 變應(yīng)力作用，在腐蝕環(huán)境和交變應(yīng)力作用下引起腐蝕疲勞。在鋼表面有時(shí)干、有時(shí)濕，管道中汽水混合的流速有時(shí)快， 有時(shí)慢以及其他 會(huì)產(chǎn)生交變能力的情況下，也會(huì)很快發(fā)生腐蝕裂紋。防止措施：主要應(yīng)從減小鍋爐設(shè)備及汽輪機(jī)的交變應(yīng)力和減小介質(zhì)的腐蝕性兩方面考慮。如機(jī)爐啟停次數(shù)不要太頻繁，鍋爐負(fù)荷波動(dòng)不要太大，盡量保證爐水、蒸汽質(zhì)量，做好停用保護(hù)等?？梢詮?消除應(yīng)力方面著手，例如在汽包的 給水管接頭處加以特殊的保護(hù)套管，使汽包壁上管孔處的金屬不與給水管直接接 觸，而在其間隔一層蒸汽或爐水，以消除溫度的劇變。2.3苛性脆化

21、：是碳鋼在NaOH水溶液發(fā)生的應(yīng)力腐蝕破裂，又稱為堿性脆化。這是鍋爐金 屬的一種特殊的腐蝕形式，引起這種腐蝕的主要因素是應(yīng)力和水中的NaOH其結(jié)果是金屬發(fā)生脆化爆炸。在鍋爐運(yùn)行過程中，如果在水冷壁和聯(lián)箱的局部位置 出現(xiàn)游離NaOH在拉促應(yīng)力作用下，就會(huì)出現(xiàn)苛性脆化。是一種很危險(xiǎn)的腐蝕形 式。原理：苛性脆化可看作是一種特殊的電化學(xué)腐蝕， 是由于晶粒和晶粒的邊緣在高應(yīng) 力下發(fā)生電位差，形成腐蝕微電池而引起的。此時(shí)，晶粒邊緣的電位比晶粒本身 的低得多，因而此邊緣為陽(yáng)極，遭到腐蝕。當(dāng)侵蝕性的溶液和應(yīng)力下的金屬相作 用時(shí)，可以將處于晶粒邊緣的原子除去，因而使腐蝕沿著晶粒間發(fā)展?？列源嗷猩鲜鲭娀瘜W(xué)過程

22、外，陰級(jí)部分放出的氫對(duì)于腐蝕的發(fā)展也起很 大的作用。因?yàn)闅淙菀讛U(kuò)散到金屬中間和鋼材中的碳、 碳化物和其他雜質(zhì)反應(yīng)生 成各種氣體產(chǎn)物中，而這些氣體物質(zhì)在金屬中不易擴(kuò)散， 因而產(chǎn)生附加應(yīng)力，使 金屬結(jié)構(gòu)松疏，促使裂縫發(fā)展。.腐蝕特性：_在斷裂處，工件無(wú)塑性變形，為脆性斷殘影有，堿脆裂紋大多數(shù)是沿晶型 的，也有少量穿晶莫塔呈穿晶沿晶混合型的。斷口呈脆性斷口特征，斷口顏色 發(fā)暗，斷口有黑色腐蝕產(chǎn)物 Fe3O 4,斷口附近常見積有鹽垢?？列源嗷０l(fā)生在鍋爐汽包的鉚釘口和脹管口處， 此時(shí)在鉚釘頭部發(fā)生脆化 裂紋；有時(shí)，鉚釘頭甚至基本斷裂，用榔頭稍微敲打就會(huì)脫落下來(lái)。在鍋爐的鋼 板上或鉚接用的覆板上發(fā)生苛性

23、脆化時(shí)，裂紋在鉚釘孔周圍呈放射狀，有時(shí)的由一個(gè)鉚釘孔連到另一個(gè)鉚釘孔。這種裂紋不只是在金屬的表面，而且會(huì)深入到金 屬內(nèi)部，以至穿過金屬壁?？列源嗷跗诓灰装l(fā)現(xiàn)，不會(huì)形成潰瘍點(diǎn)，也不會(huì)使金屬變薄，但一時(shí)有這 種腐蝕時(shí)，金屬遭到破壞的會(huì)加速進(jìn)行，當(dāng)察覺有裂紋時(shí)，金屬的損傷可能已達(dá) 到嚴(yán)重的程度。鍋爐金屬苛性脆化的結(jié)果，輕者使鍋爐不能應(yīng)用，重者會(huì)發(fā)生鍋 爐爆炸，造成嚴(yán)重事故。發(fā)生苛性脆化的三個(gè)同時(shí)存在的必備因素：(1) 爐水含有一定量的游離氫氧化鈉且具有侵蝕性；如果鍋爐補(bǔ)給水的碳酸鹽大度過高，爐水處理不當(dāng)，爐水中就會(huì)產(chǎn)生較高濃 度的游離NaOH使?fàn)t水有侵蝕性。通常用相對(duì)堿度表示爐水的侵蝕性。相對(duì)堿度

24、1 =游離NaOH總含鹽量表示爐水中的OH堿度與總含鹽量的比值。相對(duì)大度越高，爐水的侵蝕性就 越大。當(dāng)相對(duì)堿度1 < 0.02時(shí)，爐水沒有侵蝕性，即相對(duì)堿度2=爐水中Na2SO4含量/游離NaOH一示爐水中NaSO4含量與游離NaOH勺比值越小，爐水侵蝕性越大，當(dāng)相對(duì) 堿度2 > 5.0時(shí)，爐水沒有侵蝕性。(2) 爐水發(fā)生局部濃縮。(3) 金屬中存在有很大的應(yīng)力(接近其屈服點(diǎn))。只有鍋爐同時(shí)具備上述三個(gè)方面的條件，才有可能發(fā)生苛性脆化。鍋爐苛性脆化的機(jī)理：(1) 碳鋼在有合適氧化劑存在的堿性溶液中，會(huì)出現(xiàn)不完整的鈍化。(2) 鈍化膜在拉伸應(yīng)力作用下破裂。(3) 在濃NaOH溶液中，

25、裸露的金屬晶粒和晶界在高應(yīng)力下產(chǎn)生電位差，形成微腐蝕電池，電極反應(yīng)為陽(yáng)極：Fe+3OHHFeO十 3H>O-2e HFeO十 H+Fe3C4十 2H2O+2e陰極：2 H+2 H2(4) 在拉利應(yīng)力的不斷作用下，使碳鋼腐蝕沿著晶界發(fā)展，最終導(dǎo)致腐蝕破_ 裂。另外，陰極反應(yīng)產(chǎn)生的原子態(tài)_H過晶格和晶界向鋼鐵內(nèi)部擴(kuò)散，并和其中的碳發(fā)生反應(yīng)，即Fe2C+4H>3Fe 十 CHC+4IH> CH甲烷在鋼中的擴(kuò)散能力很低，隨著CH4的增多，形成局部高壓使金屬的結(jié) 構(gòu)疏松，促使裂紋發(fā)展。_實(shí)驗(yàn)證明，產(chǎn)生苛性脆化的電位范圍是_-800-600mV, 為陽(yáng)極極化曲線上開始鈍化至完全鈍化的過渡

26、區(qū)，在該電位范圍內(nèi)碳鋼表面尚未形成完整的鈍化膜。_防止：現(xiàn)在的電廠鍋爐都焊接的，所以還沒有發(fā)現(xiàn)苛性脆化的事故。 但對(duì)于那些用 鉚接或脹接的鍋爐，為了防止這種腐蝕，應(yīng)消除鍋爐水的侵蝕性。消除爐水侵蝕 性有以下幾種方法：(1) 消除應(yīng)力(1) 維持一定的相對(duì)堿度；相對(duì)堿度就是鍋爐水中游離 NaOH的量和總含鹽量的比值，即游離NaOHt/總含鹽量。低壓和中壓鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：控制爐水相對(duì)堿度小于0.2，不會(huì)發(fā)生苛性脆化。這個(gè)數(shù)值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)嚴(yán)格 的理論根據(jù)。相對(duì)堿度保持小一點(diǎn)，對(duì)于防止苛性脆化更有保證，特別是對(duì)于鉚 接或脹接的鍋爐，一般，在選擇水處理方案時(shí)，應(yīng)按給水的相對(duì)堿度不超過20%考

27、慮。(2) 爐水實(shí)施協(xié)調(diào) PH-磷酸鹽處理。這種方法可以消除鍋爐水中的游離 NaOh因而能防止苛性脆化的發(fā)生。這種方法適用于高壓或超高壓鍋爐。對(duì)電廠鍋爐由于不存在鉚接或脹接結(jié)構(gòu)，所以一般不會(huì)發(fā)生荷性脆化。(五)鍋爐的介質(zhì)濃縮腐蝕介質(zhì)濃縮腐蝕是鍋爐在運(yùn)行時(shí)介質(zhì)局部濃縮產(chǎn)生的腐蝕，屬于局部腐蝕。介 質(zhì)濃縮腐蝕主要發(fā)生在水冷壁上。特征：主要發(fā)生在水冷壁有局部濃縮的區(qū)域， 如附著物下面、縫隙內(nèi)部和有汽水分 層的部位，一般在熱負(fù)荷較高的位置。鍋爐遭介質(zhì)濃縮腐蝕時(shí)，呈現(xiàn)兩種不同的損壞形態(tài)。一種是延性損壞，其特 別具有堿腐蝕的特征；另一種是脆性損壞，其特點(diǎn)是具有酸腐蝕的特征。鍋爐介質(zhì)濃縮腐蝕是造成鍋爐損壞的

28、主要形式，其腐蝕速度較大，可達(dá) 1.55.0mm/a,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)範(fàn)t管爆破。鍋爐介質(zhì)濃縮腐蝕的機(jī)理爐水局部濃縮產(chǎn)生濃堿或酸，F(xiàn)e3O4保護(hù)膜被濃堿或酸破壞，爐管表面被濃 堿或酸腐蝕。當(dāng)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，鋼鐵表面與無(wú)氧爐水發(fā)生如下反應(yīng)：爐水發(fā)生局部濃縮的原因： 主要是受熱面蒸發(fā)濃縮形成的濃爐水與稀爐水之間的對(duì)流受到阻礙， 不能均 勻混合，使受熱面的爐水越來(lái)越濃，玴成濃縮膜。四、鍋爐介質(zhì)濃縮腐蝕的影響因素；1、給水水質(zhì)2、鍋爐水處理方式 3、蒸發(fā)受熱管表面狀態(tài)4、鍋爐的負(fù)荷變化 三、水垢與水渣 鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后， 由于水質(zhì)不良， 會(huì)在受熱面與水接觸的管壁上生成一 層固態(tài)附著物，這一現(xiàn)象稱為結(jié)垢，

29、附著物叫水垢。在爐水中析出的固體物質(zhì)， 有時(shí)會(huì)懸浮在爐水中， 有時(shí)會(huì)沉積在汽包和聯(lián)箱的底 部等水循環(huán)緩慢的地方，形成水渣。1、水垢的分類、性質(zhì)及危害 （1）水垢中有多種成分，往往以一種成分為主決定水垢種類。按主要化學(xué)成分 常常將水垢分為：鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢等。（2）性質(zhì)：水垢的物理性質(zhì)指標(biāo)通常有堅(jiān)硬度、孔隙率、導(dǎo)熱性等，導(dǎo)熱性差 是水垢的重要特性。（3）水垢的危害： 結(jié)垢后導(dǎo)熱性差，造成管壁溫度升高、過熱，引起鼓包、爆管事故。 水垢導(dǎo)熱性能差，造成燃料浪費(fèi)，降低了熱效率，增加了電力生產(chǎn)成本； 結(jié)垢以后，影響了鍋爐正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成爆管事故； 會(huì)造成沉積物下腐蝕； 會(huì)增

30、加化學(xué)清洗次數(shù)，延長(zhǎng)了停機(jī)時(shí)間，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失； 縮短鍋爐有效使用壽命。2、水渣的組成、分類及危害 （1）水渣的化學(xué)成分較復(fù)雜，主要有以下幾種：碳酸鈣、氫氧化鎂、堿式碳酸 鎂、磷酸鎂、堿式磷酸鈣、蛇紋石、金屬的腐蝕產(chǎn)生等等。（2）分類：一種是不會(huì)粘在受熱面上的水渣，這類水渣較松軟，常懸浮在鍋爐 水中，容易隨排污從鍋內(nèi)排出，如堿式磷酸鈣、蛇紋石等；另一種是容易粘在受 熱面上的水渣，這類水渣會(huì)轉(zhuǎn)變成二次水垢，如磷酸鎂和氫氧化鎂等。（3）危害：水渣太多，會(huì)影響鍋爐蒸汽品質(zhì)，還會(huì)堵塞爐管，威脅鍋爐安全運(yùn) 行。應(yīng)盡可能防止磷酸鎂和氫氧化鎂水渣，以免生成二次水垢。3、水垢的成因及防止（1）鈣鎂水垢：

31、成因：隨水溫的升高某些鈣鎂鹽類 （如硫酸鈣）的溶解度反而下降； 水不斷濃縮， 某些鹽類從水中析出； 水中的某些鹽類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不溶物等。 碳酸鹽水垢 容易在省煤器、加熱器、給水管道等處生成；硫酸鈣、硅酸鈣水垢主要在熱負(fù)荷 高的受熱面上形成，如爐管、蒸發(fā)器及蒸汽發(fā)生器。防止：徹底去除水中硬度；保證凝汽器不泄漏；控制生產(chǎn)返回水水質(zhì)。 （2）硅酸鹽水垢：成因：給水中鋁、 鐵和硅的化合物含量高， 是在熱負(fù)荷高的爐管內(nèi)形成硅酸鹽水 垢的主要原因。防止：應(yīng)盡可能降低給水中的硅化合物、 鋁和其它金屬氧化物的含量。 一方面要 能補(bǔ)給水硅含量進(jìn)行嚴(yán)格 控制；另一方面要防止凝汽器泄漏。（3）氧化鐵垢： 成因：

32、水中鐵的化合物沉積在管壁上形成氧化鐵垢。 水中氧化鐵帶一定的正電荷 而高溫下的爐管帶一定的負(fù)電荷， 造成水中的氧化鐵逐步吸附到管壁上。 另一個(gè) 原因是爐管金屬腐蝕的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氧化鐵垢。防止：一是減少爐水中的含鐵量；另一個(gè)是防止鍋爐金屬腐蝕。（4）銅垢： 成因：熱力系統(tǒng)中銅合金設(shè)備腐蝕后， 銅的腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐， 銅離子在 鍋爐熱負(fù)荷大、保護(hù)膜破損的地方（與其它地方產(chǎn)生電位差，帶有負(fù)電量）不斷 析出金屬銅。 銅垢的形成速度與熱負(fù)荷有關(guān)， 熱負(fù)荷最大的管段形成的銅垢量最 多。防止：一是防止?fàn)t管局部熱負(fù)荷過高；另一方面，要盡量減少給水的含銅量，防 止給水及凝結(jié)水系統(tǒng)中銅設(shè)備的腐蝕。四、易溶鹽的

33、隱藏現(xiàn)象 就是當(dāng)鍋爐負(fù)荷增高時(shí)， 鍋爐水中的某些易溶鹽類便從鍋爐水中析出， 沉積在金 屬管壁上， 使它們?cè)跔t水中的濃度降低。 而當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)， 這些鹽又重新溶 解下來(lái)，使它們?cè)跔t水中的濃度升高的現(xiàn)象。 爐水中的易溶鹽通常有： 氫氧化鈉、 氯化鈉、硫酸鈉、硅酸鈉、磷酸三鈉等。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，一方面與鍋爐水中易溶鹽類的溶解特性有關(guān)；另一方面， 與鍋爐的負(fù)荷和運(yùn)行工況有關(guān)。氫氧化鈉和氯化鈉的溶解度隨水溫升高而增大， 而且飽和溶液的沸點(diǎn)比純水的沸 點(diǎn)大得多，所以這兩種鹽不會(huì)發(fā)生暫時(shí)消失現(xiàn)象。而硫酸鈉、硅酸鈉、磷酸三鈉 在水中的溶解度， 先是隨溫度升高而增大， 當(dāng)溫度升高到 200度以上時(shí)， 溶

34、解度 明顯下降， 而且這幾種鈉鹽的飽和溶液的沸點(diǎn)都比較低， 所以當(dāng)鍋爐管壁有局部 過熱現(xiàn)象時(shí)，這些鹽類的水溶液就會(huì)很快被蒸干， 并以固態(tài)附著物的形態(tài)在管壁上析出， 引起暫時(shí)消失 現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增大時(shí)， 如果控制不好， 就會(huì)在水冷壁上升管中產(chǎn)生膜狀沸騰、 汽水 分層、自由水面等不正常工況， 這些不正常工況都會(huì)使靠近管壁的水溶液很快被 蒸干，而水溶液中的鹽類在管壁上析出。 當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)， 這些不正常工況就 會(huì)消失，管壁上附著的這些鹽類又重新被水溶解和沖刷下來(lái)。 危害性：一是能與爐管上的其它沉積物。 如金屬腐蝕產(chǎn)物、硅化合物等發(fā)生反應(yīng)， 變成難溶水垢； 二是因爐管上形成易溶鹽附著物造成傳熱不良， 在某些情