淺談低壓鍋爐的腐蝕與防治對策

1、 淺談低壓鍋爐的腐蝕與防治對策 低壓鍋爐體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡潔、事故率低、平安牢靠，在工業(yè)生產(chǎn)及生活中被廣泛使用。但由于用水量大，且沒有防腐設(shè)備或牢靠的除氧措施，水中的氧和二氧化碳均處飽和狀態(tài)，對鍋爐造成很強(qiáng)的腐蝕性。在日常的鍋爐監(jiān)督檢查和檢驗(yàn)工作中，我們發(fā)覺大多數(shù)低壓鍋爐在鍋爐內(nèi)受熱面各個系統(tǒng)中均不同程度存在大小不等腐蝕或勻稱的小麻點(diǎn)，對鍋爐的平安構(gòu)成了威逼。現(xiàn)從鍋爐內(nèi)表面氧和二氧化碳腐蝕現(xiàn)象分析腐蝕的機(jī)理，提出防治措施。 1 腐蝕產(chǎn)生氣理 由于鍋爐是一種有極性的電解質(zhì)，在水的極性分子的吸引下，鋼材表面的一部分鐵原子開頭移入鍋爐水而成為帶正電的鐵離子，而鋼材上保留多余的電子帶負(fù)電荷。若鐵離

2、子不斷進(jìn)入鍋爐水，則使鋼板（管）上漸漸消失坑洞，產(chǎn)生腐蝕。其化學(xué)反應(yīng)： Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2 2H2+O2=2H2O 4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3 另外，水中的溶解氧又是陰極去極化劑，即： O2+4e+2H2O=4OH 所以氧腐蝕速度與水中含氧量成正比。 由于溶解氧本身是陰極去極化劑，對金屬的危害非常嚴(yán)峻；而二氧化碳在水溶液中呈酸性，直接破壞金屬表面愛護(hù)膜，加速了氧對金屬的電化學(xué)腐蝕。 在自然水中，堿度主要由HCO3的鹽類如Ca(HCO3) 2、Mg(HCO3) 2組成，這些重碳酸鹽（臨時(shí)硬度）在低壓鍋爐中經(jīng)過一系列的變化，在水中產(chǎn)生二氧化碳和碳酸，從

3、而引起鍋爐內(nèi)表面腐蝕。特殊是有些使用單位對原水不進(jìn)行任何處理，直接送入鍋爐，在鍋爐內(nèi)被加熱的過程中，重碳酸鹽被分解，產(chǎn)生沉淀物，即： Ca(HCO3) 2CaCO3+H2O+CO2 Mg(HCO3) 2Mg(OH) 2+2CO2 產(chǎn)生的沉淀物粘附于鍋爐及管道的內(nèi)加熱表面，形成堅(jiān)硬的水垢。CO2溶解與水，形成碳酸，而碳酸與鐵進(jìn)行反應(yīng)，即： CO2+H2OH2CO3H+HCO3- Fe+2H2O+CO2=Fe(HCO3) 2+H2 生成的重碳酸鐵Fe(HCO3) 2對鍋爐產(chǎn)生腐蝕。換句話說，只要水中存在CO2,腐蝕鐵的反應(yīng)就會始終進(jìn)行下去，直到CO2消耗完為止。 重碳酸鐵Fe(HCO3) 2溶解于

4、水。假如水中不存在O2，那么，F(xiàn)e(HCO3) 2以溶解液狀態(tài)被加熱分解，產(chǎn)生沉淀物Fe2O3（紅銹），它是松散的水渣，通過排污排掉。這種腐蝕的特點(diǎn)是內(nèi)表面腐蝕勻稱，呈現(xiàn)光亮。假如水中存在O2，那么O2就和Fe(HCO3) 2反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳即： 4Fe(HCO3) 2+O2+2H2O4 Fe（OH）3+8CO2 Fe（OH）3又與水溶液中的Fe（OH）2相互碰撞后生成Fe3O4（黑銹）愛護(hù)膜。 新產(chǎn)生的CO2又變?yōu)樘妓?，破壞愛護(hù)膜，腐蝕內(nèi)表面。反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直到O2全部消耗完為止。試驗(yàn)表明，即使存在少量的O 2，也明顯加快了腐蝕進(jìn)程。 二氧化碳的產(chǎn)生除與直接進(jìn)入鍋爐的原水有關(guān)外，還與是否采

5、納除氧方式有關(guān)，當(dāng)采納熱力式除氧時(shí)，軟化水在系統(tǒng)外先被加熱，當(dāng)水溫達(dá)到60以上時(shí)，重碳酸鈉NaHCO3就開頭分解出Na2CO3和CO2,CO2及原水中游離的O2、N2等氣體在除氧器中被除掉，不進(jìn)入系統(tǒng)，重碳酸鹽則以NaCO3形式進(jìn)入系統(tǒng)。假如不采納任何除氧方式，那以NaHCO3未分解直接進(jìn)入鍋爐，在爐內(nèi)被加熱分解，產(chǎn)生二氧化碳。 2 氧和二氧化碳對低壓鍋爐腐蝕的緣由分析 21一是大量補(bǔ)入的原水未采納鈉離子交換軟化和未采納任何除氧方式。低壓鍋爐由于用氣量大，需要大量均衡連續(xù)的給水，當(dāng)補(bǔ)給水水質(zhì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，補(bǔ)給水中的重碳酸鹽在爐內(nèi)加熱的過程中產(chǎn)生二氧化碳；或在直接補(bǔ)入生水的過程中，即補(bǔ)進(jìn)了

6、溶解氧，對鍋爐金屬壁面產(chǎn)生腐蝕。 22PH值過低，加速了金屬壁腐蝕。假如鍋爐給水能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，金屬壁即使有腐蝕也是勻稱腐蝕，即當(dāng)PH=9.511時(shí)，金屬具有堅(jiān)硬的氧化愛護(hù)層，可大大減緩腐蝕，甚至避開腐蝕狀況的發(fā)生。但是當(dāng)PH值<7時(shí)，氧分子、氫離子、氯離子等作為腐蝕介質(zhì)都很活路，由于水中氧分子、氫離子、氯離子的存在，就使鍋爐受熱面產(chǎn)生了腐蝕。同時(shí)二氧化碳溶于水也會降低PH值。 23水溫的影響。鍋水的溫度高，鋼材表面溫度也高，則Fe2在水溶液中的集中速度加快，電解質(zhì)水溶液的電阻降低。由于氧腐蝕的基本原理是靠集中，集中速度愈快，氧腐蝕速度亦快。對于低壓鍋爐來說，腐蝕速度隨著水溫的上升

7、，局部腐蝕的程度和速度明顯提高，當(dāng)溫度上升到脫氧溫度（1000C）以上時(shí)，氣體氧隨蒸汽進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，水側(cè)的腐蝕相應(yīng)減小。 24停爐后不留意維護(hù)保養(yǎng)，造成吸氧腐蝕。鍋爐停用，有的裝滿生水，有的隨便暴露在大氣中，這樣由于保養(yǎng)不善或不保養(yǎng)，停爐狀態(tài)下的腐蝕往往比運(yùn)行狀態(tài)下更嚴(yán)峻。 3 防止腐蝕的措施 31選擇有效的水處理方式 311采納鍋外化學(xué)處理一鈉離子交換軟化法的同時(shí)，增設(shè)有效的除氧裝置，除去水中的溶解氧。低壓鍋爐一般采納化學(xué)除氧，常用的化學(xué)試劑有亞硫酸鈉、亞硫酸鈉加催化劑、聯(lián)安等。并定期化驗(yàn)，使鍋水含量掌握在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 312采納爐外加熱法。這種方法簡潔易行，是對原水（正常運(yùn)行主要是補(bǔ)水）在

8、爐外進(jìn)行加熱，而不是進(jìn)行鈉離子交換。由于加熱，原水中重碳酸鹽被分解出CO2以及其它氣體，同時(shí)形成沉淀物，CO2以及其它氣體通過上部排氣孔排掉，沉淀物通過下部排污閥泄掉。這樣，補(bǔ)水中不會再含有NaHCO3 或Na2CO3，并且不管熱煤參數(shù)如何，系統(tǒng)內(nèi)都不會再產(chǎn)生CO2，從而避開腐蝕。同時(shí)依據(jù)重碳酸鈣、鎂沉淀析出的原理，也可以避開在爐內(nèi)形成水垢，滿意防腐、防垢的要求。 爐外加熱的設(shè)備應(yīng)考慮到自身結(jié)垢和除氣的問題，最好采納蒸汽混合式加熱的方法，通過蒸汽將補(bǔ)給水的溫度加熱到沸點(diǎn)，在充分分解重碳酸鹽的同時(shí)，將氣體放掉。水箱和加熱器可使用塑料等耐腐蝕材料，以便定期以酸洗的方式除掉水箱內(nèi)表面及加熱器上的水垢。 32充分利用鄰近鍋爐的排污水。由于低壓鍋爐防止腐蝕主要是消退補(bǔ)水中的CO2和游離O2，那么就可以在一個同時(shí)設(shè)有2臺以上鍋爐的鍋爐房內(nèi)，對鄰近鍋爐的排污水通過沉淀，等排出水渣后，再作為補(bǔ)給水使用，這樣一方面可以對鄰近鍋爐的排污水進(jìn)行二次利用，另一方面又可以滿意補(bǔ)水的水質(zhì)和防腐要求。 33采納鍋內(nèi)加藥處理，掌握鍋水PH值。這是系統(tǒng)防腐的必要條件，同時(shí)也是最簡潔、最有效的方法。當(dāng)鍋爐循環(huán)水PH值低于10時(shí)可增加磷酸三鈉和氫氧化鈉藥量進(jìn)行調(diào)整，將PH值掌握在1012之間，使鍋水中的鈣、鎂離子形成疏松的水渣，通過排污排出爐外