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)，使其達到鍋爐補給水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。以抑制給水對金屬材料的腐蝕；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 引起水汽系統(tǒng)結(jié)垢、積鹽、金屬腐蝕 等故障，還會導(dǎo)致 鍋爐過熱蒸汽品質(zhì)劣化，影響到汽

2、輪機的正常運行。給水經(jīng)省煤器進入汽包 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)主蒸汽管至汽輪機高壓缸再熱器汽輪機低壓缸凝汽器凝結(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行時， 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， 這些因素都會促進金屬發(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

3、： 在正常運行情況下，一般不會有大氣侵入鍋內(nèi)，所以鍋內(nèi)一般不會發(fā)生氧腐蝕，但在下列情況下，有可能會發(fā)生氧腐蝕。（1）除氧器運行不正常。如：送入除氧器的蒸汽量調(diào)節(jié)不及時；除氧器負(fù)荷變動過大； 間斷性向除氧器中補加大量補給水； 對溶解氧測定不準(zhǔn)確等等。 腐蝕首先發(fā)生在省煤器進口端， 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)一般不會發(fā)生氧腐蝕， 這里的氧集中在汽泡中， 不會到達金屬表面。（2）基建爐和停用期間無防護鍋爐。 在鍋爐基建和停用期間，如果沒有采取保護措施， 大氣中的氧和水汽侵入鍋爐， 就會導(dǎo)致鍋爐腐蝕。 在基建中發(fā)生的腐蝕，可通過啟動前的化學(xué)清洗進行清除， 但如果形成

4、腐蝕坑， 會在運行中形成腐蝕電池，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。停爐時的氧腐蝕通常發(fā)生在整個水汽系統(tǒng)中， 往往比運行時發(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， 在鍋爐投入運行后會繼續(xù)產(chǎn)生不良影響，所以停用腐蝕危害非常大，對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?。篴. 出廠時，對爐管、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膜 ；對所有開口部位加罩和封閉，防止泥沙、在進入；b. 各容器及各管件在存放保管時，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，各部件都要進行清理；d. 水壓試驗合格后，應(yīng)繼續(xù)讓壓試驗用水

5、充滿鍋爐。為了減少鍋爐在水壓試驗中和其后停放過程中的腐蝕， 水壓試驗要采用加氨。1。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 ，在其下面會發(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：在正常運行條件下，鍋內(nèi)金屬表面常覆蓋的一層 Fe3O4 這是金屬在高溫爐水中形成的：3Fe十 4H2OFe3O4 十 4H2這樣的保護膜是致密的， 且具體良好的保護性能， 鍋爐不會遭到腐蝕， 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膜被破壞的一個重要原因就是

6、爐水的 PH值不合適。在 PH8 的情況下，氫離子起了去極化作用， 此時的反應(yīng)產(chǎn)物都是可溶解的，不易形成保護膜。Fe3O4+8HCl = FeCl 2+2FeCl3+4H2 O在 PH13 的情況下，金屬表面的四氧化三鐵保護膜被破壞：Fe3O4 十 4NaOH 2FeNaO十 Na2 FeO2 十 2HO Fe 十 2NaOHNa2FeO2 十 H2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常控制在 9-11 ，鍋爐金屬表面的保護膜是穩(wěn)定的，不會發(fā)生腐蝕，但當(dāng)金屬表面有沉積物時， 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

7、發(fā)生急劇蒸發(fā)濃縮 ，且由于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重要因素。 在運行中，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，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，對金屬造成腐蝕。當(dāng)凝汽器泄漏時，爐水中存在MgCL2和 CaCL2 時，處于沉積物下蒸發(fā)濃縮的MgCL2和 CaCL2，發(fā)生如下反應(yīng)：MgCL2+2HOMg(OH)2+2HCLCaCL2+2HOCa(OH)2+2HCL反應(yīng)生成物 Mg

8、(OH)2 和 Ca(OH)2會生成沉淀物，而濃縮的爐水變成了強酸（ HCl）溶液，以致在沉積物下發(fā)生酸對金屬的腐蝕。（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 MgCL2和 CaCL2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。2+陽極： Fe Fe +2e+陰極 :2H +2e2H H2反應(yīng)生成的氫氣受到沉積物的阻礙不能很快擴散汽水混合物區(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

9、會在金屬內(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氧化鈉，那么在沉積物下會濃縮有很高濃度。2。的氫氧根，發(fā)生堿性腐蝕。 此時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， 這時生成的氫氣沒有阻礙， 可進入汽水系統(tǒng)中，最終隨蒸汽流向汽輪機， 所以不會發(fā)生鋼的脫碳現(xiàn)象， 只是在沉積物下形成一個個腐蝕坑。蒸汽中的 H2 是反映金屬腐蝕的一個特征信息。鍋爐水中的游離NaOH是從哪里來的？a. 進入鍋內(nèi)的給水中含有少量的碳酸鹽，如：單純 “ 鈉離子交換法 ”制的軟化水為補給水時

10、，給水中有碳酸氫鈉，以 “ 石灰處理 - 鈉離子交換法 ” 作補給水時，給水中含有碳酸鈉；以除鹽水作補給水時，因凝汽器的滲漏，冷卻水中的碳酸鹽進入給水中，因而有少量的碳酸鹽。這些碳酸鹽進入鍋內(nèi)后，由于鍋內(nèi)水溫高，發(fā)生下列反應(yīng)而產(chǎn)生 NaOH,：-2-2HCO3 CO2+H2 O+CO332-22-CO+HO CO+2OH-HCO3CO2+OH上述碳酸鹽的分解是鍋內(nèi)游離NaOH的主要來源。b. 當(dāng)離子交換器的進堿門關(guān)閉不嚴(yán)時，再生劑NaOH可能隨補給水進入鍋爐水中。（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)

11、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械性能都沒有變化， 金屬仍保持延性。當(dāng)腐蝕坑達到一定深度后， 管壁變薄，會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

12、鍋爐（形成沉積物） ；凝汽器泄漏（帶入氯化鎂、氯化鈣）；補給水水質(zhì)不良（堿酸鹽堿度較大時，它在鍋內(nèi)會轉(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）新裝鍋爐要進行化學(xué)清洗，運行鍋爐定期進行清洗，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，如對爐水進行協(xié)調(diào) PH磷酸鹽處理，消除游離的氫氧化鈉；（5）做好鍋爐停用保護工作，防止沉積物的產(chǎn)生。3。三、水蒸汽腐蝕當(dāng)過熱蒸汽溫度高達450時，蒸汽會

13、與碳鋼發(fā)生反應(yīng)。在 450570之間時，產(chǎn)物為 Fe3O4 3Fe 十 4H2OFe3 O4 十 4H2溫度高于 570時，反應(yīng)生成物為Fe2O32Fe十 3H2OFe2 O3 十 3H2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，管壁均勻變薄，腐蝕產(chǎn)物呈粉末狀或鱗片狀，多半是 Fe3O42、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，運行中發(fā)生汽塞或汽水分層時， 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 450570范圍內(nèi)。在正常情況下，如運行良好，

14、在過熱器的管壁上會形成一層黑色的 Fe3O4 保護膜，從而防止了腐蝕。 如果在運行中過熱器的熱負(fù)荷和溫度波動較大， 使保護膜遭到破壞，那么過熱器管壁就會遭受嚴(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)；對于過熱器，如溫度過高， 應(yīng)采用特種鋼材制造。 這是因為超高壓和亞臨界壓力鍋爐的過熱蒸汽溫度已達 550以上，不論是在機械性能方面（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

15、： 是奧氏體鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)作用下發(fā)生的腐蝕損壞。它是一種極為隱蔽的危險的局部腐蝕形式，往往在沒有明顯預(yù)兆時， 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：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膜的局部破口處，常常發(fā)生點蝕的部位。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

16、體不銹鋼常為穿晶斷裂，而鉻不銹鋼則是呈現(xiàn)沿晶斷裂。環(huán)境因素的影響只有在特定的體系中才會發(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)都對奧氏體鋼有很強的侵蝕性。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。水壓試驗或鍋爐清洗時，含有氯化物、硫物化、氫氧化物的水溶液進入或殘留在過熱器或再熱器中， 當(dāng)鍋爐啟動時， 由于這種殘存水很快蒸發(fā)掉， 水中雜質(zhì)會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， 奧氏體鋼材就會產(chǎn)生腐蝕裂紋。 所以應(yīng)力腐蝕開裂是。4。發(fā)生在高參數(shù)鍋爐的過熱器和再熱器等奧氏體鋼部

17、件上的一種特殊的應(yīng)力腐蝕故障。在應(yīng)力作用下， 金屬材料的腐蝕過程被強化， 既加速了腐蝕進程， 也增強了金屬的損壞過程， 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)力腐蝕破裂時有發(fā)生，這種故障發(fā)展快，鍋爐損壞范圍大，有時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時，要小心避免含有氯化物、 硫化物、氫氧化物的水溶液進入或殘留在過熱器、再熱器管子中，對于管件的 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

18、破裂，故應(yīng)對其加強保管，在運輸中防止二氧化硫、二氧化碳氣氛中的大氣腐蝕；還應(yīng)加強運行中的水質(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，應(yīng)嚴(yán)防凝汽器泄漏時還入的氯離子對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， 與水相接觸的金屬表面上的保護膜被這種交變應(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。 腐蝕疲勞中點蝕可以發(fā)生在金屬表面裂紋起始的根部，但點蝕并非是失效的必

19、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)力的作用會發(fā)生腐蝕疲勞。 因為當(dāng)管道中水流的溫度低于鍋內(nèi)水的沸點時， 結(jié)合處發(fā)生冷卻現(xiàn)象， 隨后水流停止時， 又被爐水加熱， 這些過程都會使金屬受到很大的應(yīng)力。此外，汽輪機葉片也會產(chǎn)生腐蝕疲勞， 其腐蝕部位們于濕

20、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， 若蒸汽中 Cl 、S2-等腐蝕物質(zhì)，便形成腐蝕環(huán)境。汽輪機葉片在運行中由于振動等原因受到交變應(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。在鋼表面有時干、 有時濕，管道中汽水混合的流速有時快， 有時慢以及其他會產(chǎn)生交變能力的情況下，也會很快發(fā)生腐蝕裂紋。防止措施：主要應(yīng)從減小鍋爐設(shè)備及汽輪機的交變應(yīng)力和減小介質(zhì)的腐蝕性兩方面考慮。如機爐啟停次數(shù)不要太頻繁，鍋爐負(fù)荷波動不要太大，盡量保證爐水、蒸汽質(zhì)量，做好停用保護等?？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套管， 使汽包壁上管孔處的金屬不

21、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。5。2.3苛性脆化：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，就會出現(xiàn)苛性脆化。是一種很危險的腐蝕形式。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，晶粒邊緣的電位比晶粒本身的低得多，因而此邊緣為陽極， 遭到腐蝕。 當(dāng)侵蝕性的溶液和應(yīng)力下的金屬相

22、作用時，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。苛性脆化除有上述電化學(xué)過程外， 陰級部分放出的氫對于腐蝕的發(fā)展也起很大的作用。因為氫容易擴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 Fe3O4,斷口附近常見積有鹽垢。苛性脆化常發(fā)生在鍋爐汽包的鉚釘口和脹管口處，此時在鉚釘頭部發(fā)生脆化裂紋；有時，鉚釘頭甚至基

23、本斷裂，用榔頭稍微敲打就會脫落下來。在鍋爐的鋼板上或鉚接用的覆板上發(fā)生苛性脆化時，裂紋在鉚釘孔周圍呈放射狀， 有時的由一個鉚釘孔連到另一個鉚釘孔。這種裂紋不只是在金屬的表面，而且會深入到金屬內(nèi)部，以至穿過金屬壁?？列源嗷跗诓灰装l(fā)現(xiàn)， 不會形成潰瘍點， 也不會使金屬變薄， 但一時有這種腐蝕時，金屬遭到破壞的會加速進行， 當(dāng)察覺有裂紋時， 金屬的損傷可能已達到嚴(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， 重者會發(fā)生鍋爐爆炸，造成嚴(yán)重事故。發(fā)生苛性脆化的三個同時存在的必備因素：（1）爐水含有一定量的游離氫氧化鈉且具有侵蝕性；如果鍋爐補給水的碳酸鹽大度過高， 爐水處理不當(dāng)， 爐水中就

24、會產(chǎn)生較高濃度的游離 NaOH，使?fàn)t水有侵蝕性。通常用相對堿度表示爐水的侵蝕性。 相對堿度 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。相對大度越高，爐水的侵蝕性就越大。當(dāng) 相對堿度 1 0.02 時，爐水沒有侵蝕性，即 相對堿度 2= 爐水中 Na2SO4含量 / 游離 NaOH一示爐水中 NaSO4含量與游離 NaOH的比值越小，爐水侵蝕性越大， 當(dāng) 相對堿度 2 5.0 時，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）。只有鍋爐同時具備上述三個方面的條件，才有可能發(fā)生苛性脆化。鍋爐苛性脆化的機理：（1）碳鋼在有合適氧化劑

25、存在的堿性溶液中，會出現(xiàn)不完整的鈍化。(2) 鈍化膜在拉伸應(yīng)力作用下破裂。6。（3）在濃 NaOH溶液中，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)為陽極： Fe+3OH- HFeO2十 3H2O+2eHFeO2十 H+Fe3O4 十 2HO+2e陰極： 2 H+2e 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)部擴散，并和其中的碳發(fā)生反應(yīng)，即Fe2C+4H3Fe 十 CH4C+4HCH4甲烷在鋼中的擴散能力很低，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

26、驗證明，產(chǎn)生苛性脆化的電位范圍是 -800-600mV, 為陽極極化曲線上開始鈍化至完全鈍化的過渡區(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）維持一定的相對堿度； 相對堿度就是鍋爐水中游離 NaOH的量和總含鹽量的比值，即游離 NaOH量/ 總含鹽量。低壓和中壓鍋爐長期運行經(jīng)驗證明： 控制爐水相對堿度小于 0.2 ，不會發(fā)生苛性脆化。這個數(shù)值是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，無嚴(yán)格的理論根據(jù)。 相對堿度保持小一點， 對于

27、防止苛性脆化更有保證， 特別是對于鉚接或脹接的鍋爐，一般，在選擇水處理方案時，應(yīng)按給水的相對堿度不超過 20% 考慮。（2）爐水實施協(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。對電廠鍋爐由于不存在鉚接或脹接結(jié)構(gòu)，所以一般不會發(fā)生荷性脆化。（五）鍋爐的介質(zhì)濃縮腐蝕介質(zhì)濃縮腐蝕 是鍋爐在運行時介質(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， 呈現(xiàn)兩種不同的損壞形態(tài)。

28、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主要形式，其腐蝕速度較大，可達1.55.0mm/a, 嚴(yán)重時甚至?xí)範(fàn)t管爆破。鍋爐介質(zhì)濃縮腐蝕的機理爐水局部濃縮產(chǎn)生濃堿或酸， Fe3O4保護膜被濃堿或酸破壞，爐管表面被濃堿或酸腐蝕。7。當(dāng)鍋爐正常運行時，鋼鐵表面與無氧爐水發(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流受到阻礙， 不能均勻混合，使受熱面的爐水越來越濃，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

29、垢與水渣鍋爐運行一段時間后， 由于水質(zhì)不良， 會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，附著物叫水垢。在爐水中析出的固體物質(zhì)， 有時會懸浮在爐水中， 有時會沉積在汽包和聯(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，降低了熱效率，增

30、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)重時會造成爆管事故；會造成沉積物下腐蝕；會增加化學(xué)清洗次數(shù)，延長了停機時間，造成一定的經(jīng)濟損失；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，會影響鍋爐蒸汽品質(zhì)，還會堵塞爐管，威脅鍋爐安全運行

31、。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：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。8。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

32、面要能補給水硅含量進行嚴(yán)格 控制；另一方面要防止凝汽器泄漏。（ 3）氧化鐵垢：成因：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)物隨給水進入鍋爐， 銅離子在鍋爐熱負(fù)荷大、保護膜破損的地方（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

33、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、易溶鹽的隱藏現(xiàn)象就是當(dāng)鍋爐負(fù)荷增高時， 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，使它們在爐水中的濃度降低。 而當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時， 這些鹽又重新溶解下來，使它們在爐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比純水的沸點大得多，所以這兩種鹽不會發(fā)生暫時消失現(xiàn)象。而硫酸鈉、硅酸鈉、磷酸三鈉在水中的溶解度， 先是

34、隨溫度升高而增大， 當(dāng)溫度升高到 200 度以上時， 溶解度明顯下降，而且這幾種鈉鹽的飽和溶液的沸點都比較低， 所以當(dāng)鍋爐管壁有局部過熱現(xiàn)象時，這些鹽類的水溶液就會很快被蒸干， 并以固態(tài)附著物的形態(tài)在管壁上析出， 引起暫時消失現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增大時， 如果控制不好， 就會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， 這些不正常工況就會消失，管壁上附著的這些鹽類又重新被水溶解和沖刷下來。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， 在某些情況下也可能直接