锅炉垢下腐蚀机理#精选.
word. 垢下腐蚀简介
1、定义
垢下腐蚀 under-deposit corrosion:金属表面沉积物产生的腐蚀
2、腐蚀机理
一种特殊的局部腐蚀形态,其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响,使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制,造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别,空腔内介质pH值发生较大变化,形成阻塞电池腐蚀(Occude cell corrosion),尖端的电极电位下降,造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种,通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。
结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程,污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有:泥渣及粉尘砂粒,腐蚀产物,天然有机物群生物群体,一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积,冷却塔的污垢来自于以下几个方面:①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢 。
微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物,微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物,微生物在冷却水系统中大量繁殖,会使冷却水颜色变黑,发生恶臭。破坏环境,同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低,使效率迅速降低的水头损失增加,沉积在金属表面的菌类,会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产,造成经济损失。因此,微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类:有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类,藻类是低级的绿色植物,没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物,藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素,能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物,在循环冷却水系统,常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类,在循环冷却水池,冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份,金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用,酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2),腐蚀产物主要是可溶性盐,这些盐类的水解使介质的酸性进一步增强,加速了金属的腐
word. 蚀。
水对金属表面的腐蚀主要为电化学腐蚀,在腐蚀电池中阴极反应主要是氧的还原,垢下封闭区金属为阳极,阳极反应则是铁的溶解。碳钢在水中发生的腐蚀反应为:
阳极反应:Fe = Fe2 ++ 2e
二价铁水解 Fe2 ++H2O =Fe(OH)2+H+
使垢下介质的pH值进一步降低,腐蚀加速。
阴极反应:O2 + 2H2O + 4e = 40H-
所以说,金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用,加速了金属的腐蚀。
点蚀和缝隙腐蚀的电化学机理与此相似。
热交换设备传热面结生的水垢,其密度、厚度和化学组成通常不均匀状态,这种不均匀的污垢覆盖,造成了金属表面电化学不均匀性,很容易引发化学腐蚀反应,结垢还会使水中的某些腐蚀成分如H+,OH-、Cl-、Mg2+、S2-等在垢下金属表面富集并产生化学腐蚀反应,腐蚀的结果是局部金属被损伤减薄,腐蚀可以达到穿透设备钢板,使设备泄漏。
已有的研究结果表明,垢下腐蚀的形成需要一定的条件和孕育期,主要条件是介质中存在侵蚀性的阴离子以及氧化剂。阻塞电池形成的腐蚀区域很小,腐蚀区域体系内的电解质难以与外界的介质进行对流和扩散。在阻塞电池内部由于阳极反应的进行,金属离子的水解作用导致H+活度增加,使腐蚀区内的介质进一步酸化,腐蚀反应动力增加。金属中的MnS等夹杂物、表面缺陷、轧制氧化皮和表面附着物(特别是疏松的硫化物)、静止的介质、介质中的Cl-及较高的温度将促进阻塞电池的形成和发展,氧的存在将使孔蚀的速度提高1~2个数量级。重力作用使容器底部的小孔发展速度远高于垂直面和向下表面的小孔,导致容器底部率先穿孔。介质中的硫化物与钢铁表面形成一定厚度的非致密硫化膜有利于维持阻塞区的水份,并妨碍阻塞区介质向外扩散,从而加速了阻塞电池的形成和孔蚀的发展,形成的阻塞电池一般在3~24个月内可导致3mm厚的钢板穿孔。而光滑、清洁的表面有利于阻止阻塞电池的形成,阻塞电池形成后,可以用清洁表面的方法减缓腐蚀的进程。
word. 3、危害
在石化、热电的生产过程中,冷却器结垢是一种常见的故障,结垢可使设备传热效率下降,设备生产能力降低;增加介质流动的阻力,使输送设备能耗上升。垢层还可引起设备垢下腐蚀,缩短设备的使用寿命;严重时造成设备堵塞,影响装置的平稳生产,甚至导致停工停产。
目前,冷却器的结垢主要采用周期性的停工清洗(化学清洗或高压清洗)的办法进行处理。这是一种事后的处理办法,不能解决冷却器运行期间因结垢导致的效率低下与垢下腐蚀等问题。
携带的粘泥等杂质容易沉积形成泥垢,造成了垢下腐蚀,溶液中氧的质量浓度越大,在水、垢两相中质量浓度差就越大,则阴阳两极的电位差也越大,Fe越易与氧反应产生腐蚀。垢层越厚,则越易在垢下产生腐蚀,并向纵深发展直至穿孔。
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电厂锅炉四管腐蚀与磨损形成机理范本
第 1 页 共 3 页 电厂锅炉四管腐蚀与磨损形成机理范本
电厂锅炉的四管腐蚀与磨损是电厂锅炉运行过程中常见的问题之一。这些问题如果不及时解决,会对锅炉的安全运行和效率造成严重影响。本文将介绍电厂锅炉四管腐蚀与磨损的形成机理,并探讨几种常见的预防和修复措施。
一、四管腐蚀形成机理
1. 化学腐蚀:
在电厂锅炉中,水和金属管之间会发生化学反应,导致管壁腐蚀。这种腐蚀的主要原因是水中的氧、二氧化碳和水中化学成分的存在。氧和二氧化碳能够与管壁上的金属发生反应,形成金属氧化物和碳酸盐。这些产物会逐渐破坏金属管壁的完整性,导致腐蚀的发生。
2. 热腐蚀:
锅炉中高温和高压的水蒸汽会与金属管壁接触,形成热腐蚀。蒸汽中的水分子和管道金属会发生热化学反应,形成金属氧化物和水蒸汽。这些产物会附着到管壁上,导致管壁的热腐蚀。
3. 流体动力腐蚀:
锅炉中的流体流速较高时,流体中的固体颗粒会对管壁产生冲击和磨损作用。这种磨损会逐渐破坏管壁的完整性,导致腐蚀的发生。流体中的流速越高,磨损作用越明显。
4. 电化学腐蚀: 第 2 页 共 3 页 电厂锅炉中的金属管壁和水之间形成了一个电化学系统。当金属管壁上存在腐蚀缺陷时,会引起阳极和阴极的形成。在这种情况下,金属离子会从阳极中溶解,形成金属离子。这些离子会转向阴极,还原为金属表面。整个过程会不断进行,导致金属管壁的进一步腐蚀。
二、预防措施
1. 水质控制:
合理控制锅炉进水的水质是预防四管腐蚀的重要手段。可采取水处理技术,降低水中的含氧量和二氧化碳含量,减少腐蚀的发生。
2. 材料选择:
在锅炉设计和材料选择时应充分考虑锅炉运行环境和条件,选择抗腐蚀性能好的材料。常用的材料包括不锈钢、合金钢等。
3. 管道涂层:
在金属管道表面涂覆一层抗腐蚀的涂层,能有效防止管道腐蚀和磨损。常用的涂层材料包括聚合物涂层、陶瓷涂层等。
4. 水处理剂:
在锅炉中添加一些抗腐蚀的水处理剂,能够有效减少管道腐蚀的发生。水处理剂中常添加一些缓蚀剂和缓腐剂,以减少对金属管道的腐蚀。
锅炉垢下腐蚀处理技术初探
锅炉垢下腐蚀处理技术初探
在我国经济的高速发展下,我国工业技术也在不断的发展。与此同时,工业发展中也凸显出很多问题。供热工厂中有大量锅炉设备,而在锅炉设备运行的过程中,会产生诸多水垢,水垢的产生极易对锅炉设备造成垢下腐蚀,这将严重的影响锅炉设备的工作效率。对于这方面。我们首先探讨锅炉垢下腐蚀产生原因。其次,提出对于垢下腐蚀的预防措施。最后,探讨给出锅炉垢下腐蚀处理技术的重要性和意义。
标签:锅炉;垢下腐蚀;处理技术;预防措施;工艺技术
引言
在工业生产和工厂中,很多锅炉设备都因为垢下腐蚀而大大减少了使用寿命,这也是对于能源的一种浪费。在我国工业发展的过程中,我国的化学工艺水平也在不断提高。在锅炉的垢下腐蚀主要是因为有沉积物附着于锅炉的受热面,在温度升高的时候,沉积物中的水分大量蒸发,就只剩下很大一部分的杂质。而在这个过程中,锅炉设备的金属内壁因为这样的影响,而受到腐蚀作用。所以这样的一种现象叫做锅炉的垢下腐蚀。锅炉的垢下腐蚀分为几个类型,有酸性腐蚀,碱性腐蚀等等。不同类型的锅炉垢下腐蚀原因各不相同,下面我们探讨一下锅炉垢形成的原因。
一、鍋炉垢形成原因
在锅炉的运行中,往往因为很多水垢,而产生了热阻,这样锅炉出力的时候会浪费大量的燃料。并且在严重的时候会导致爆炸。有的时候锅炉垢下也会产生腐蚀情况。
我们先研究锅炉内结垢的主要原因主要是因为锅炉内采用水质太硬。因为锅炉内的水质不达标或者水质太硬,水中会含有大量的钙、钠、镁等元素,这些元素一旦形成沉积,就会在在锅炉金属表面凝结。因为钙、镁等物质都是可溶性物质,所以在加热后,这些可溶性物质转化成不可溶性的物质,所以就造成了
二、主要预防措施和处理技术
在锅炉产生污垢和垢下腐蚀的原因后,我们可以根据这些原因来采取预防措施。
1.严格控制锅炉的蒸汽温度,保持热负荷稳定。在高温段对于过热蒸汽进行控制住,这样可以有效的环境锅炉内的温度,这样保持锅炉设备中的热负荷稳定,防止超温现象出现。
锅炉受热面结垢与腐蚀的成因及防止
锅炉受热面结垢与腐蚀的成因及防止
在工业锅护的维护和检修中锅炉受热面的结垢与腐蚀问题, 是常见的维修重点,锅内受热元件的结垢腐蚀导致传热性能变 差,温差增大,水垢的导热系数仅为钢材导热系数的 1/10 ,也 就是说若有1mm勺水垢附着在金属壁上,其热阻相当于钢管加厚 了几毫米甚至更多,燃煤消耗量增大 10%以上,锅炉出力就会降 低,由此引起锅炉水冷壁管及其它受热件勺过热, 导致管子鼓包, 穿孔和发生爆管事故。 此类故障造成运行安全隐患, 使日常运行 维护检修成本加大, 应引起锅炉使用管理单位勺高度重视, 操作 人员要了解学会预防勺方法及应对措施。 本文就锅炉受热面水垢 与腐蚀勺成因及防止方法,对锅炉安全运行管理讨论如下。
1 锅炉受热面勺结垢 水垢勺生成过程是在受热面和炉水之间, 在强烈热交换过程 中进行勺。 带有杂质勺给水在进入锅炉受热时, 水中勺重碳酸盐 类会受热分解, 生成难溶勺沉淀物, 水中菲碳酸盐类勺溶解度是 随炉温升高而逐渐下降勺, 当达到饱和浓度后, 这种盐类便沉淀 析出。
当水在锅炉不断蒸发,浓缩,使盐类浓度超过饱和浓度后, 一些盐类也从水中析出, 形成结晶沉淀物质, 结晶可以以壁面粗 糙点为核心形成在受热面壁上, 在金属表面上形成坚硬而致密沉 淀物,称为水垢。
水垢的组成和性质形态与水质成分, 受热面温度及锅水的循 环状态, pH 值等因素有很大关系,组成十分复杂,常见的几种 水垢的组成及性质如下。
1.1 钙,镁水垢
钙,镁水垢主要成分为钙镁盐类,有时可达 90%以上,按其
化学成分有以下四种。
(1) 碳酸盐水垢,是最常见的水垢,以 CaC03为主,此类 水垢通常在锅水未沸腾处形成, 极易在给水管道中非沸腾式省煤 器中形成。
(2) 硫酸盐水垢,主要成分为 CaO和 S02,化合物形态为 CaSO4和CaSO4 2H2O等,此种水垢坚硬,致密,常沉淀在温度 高,蒸发率达的受热面上,如锅炉的水冷壁管和对流管束。
锅炉本体的腐蚀机理及防护
锅炉本体的腐蚀机理及防护
摘要:在时代的快速进步中工业发展速度不断加快,而锅炉又是重要的生产设备。科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域,所以,使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视,倘若使用不当产生安全事故,造成的后果不堪设想。锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀,进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚,埋藏下巨大的安全隐患。该文将从锅炉的使用与维护现状出发,分析锅炉的腐蚀机理,探究提高防护的有效措施。
关键词:锅炉;腐蚀机理;防护策略
1.锅炉本体的腐蚀机理
锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型,一是内部腐蚀, 二是外部腐蚀,两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。其中内部腐蚀,主要是受到汽水相互作用和影响导致,包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。外部腐蚀主要由于高温氧化所致,当锅炉由于受到内部高温,造成表面金属材料腐蚀。
2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析
2.1锅炉本体的内部腐蚀
①应力腐蚀
应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一,通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。具体来讲,应力腐蚀主要是受到拉应力的影响,在拉应力的作用以及影响之下,金属将在介质内被破坏,这种内部破坏的影响力很强,会破坏材料内部,诱发腐蚀问题。而且,一旦发生腐蚀问题,应第一时间处理,否则情况过于严重,又未及时处理,将导出现不可复原可能。常见的应力涵盖两种类型,其一为阳极溶解类腐蚀,其二为氢致开裂类腐蚀。
②氧腐蚀 因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽,若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应,此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应,进而形成氧腐蚀。锅炉蒸汽中水所溶解的氧份,其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀,铁与氧将形成电池阴阳两极。同时,因为铁电极电位比氧低,因此,在铁氧电池中,铁为阳极将遭到腐蚀。
锅炉水冷壁垢下碱性腐蚀及实例分析
冶金动力METALLURGICALPOWER2019年第7期总第233期
锅炉水冷壁垢下碱性腐蚀及实例分析
关凤志,薛晓金
(鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司能源部,辽宁鞍山114000)
【摘要】结合实际阐述锅炉水冷壁垢下碱性腐蚀产生的机理,剖析垢下碱性腐蚀的保护膜破坏和金属本身腐蚀的两个过程,描述锅炉水冷壁垢下碱性腐蚀的特征、形成因素及判定、预防、整改措施。【关键词】锅炉;垢下腐蚀;碱性腐蚀【中图分类号】TK224【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2019)07-0059-03
AlkalineCorrosionundertheColdWallScalingofBoilerWater
andCaseAnalysis
GUANFengzhi,XUEXiaojin(BayuquanIronandSteelCo.ofAnshanIron&SteelGroup,Anshan,Liaoning114000,China)【Abstract】Themechanismofalkalinecorrosionunderthecoldwallscalingofboiler
waterisdiscussedcombiningwithactualcases,thetwoprocessesofprotectionfilmdamage
ofalkalinecorrosionunderscalingandcorrosionofthemetalitselfareanalyzed,andthe
characteristics,causesofformationandjudgment,preventionandrectificationmeasuresof
thealkalinecorrosionunderthecoldwallscalingofboilerwaterarepresented.
【Keywords】boiler;corrosionunderscaling;alkalinecorrosion
锅炉管道腐蚀的原因分析和建议
锅炉管道腐蚀的原因分析和建议
锅炉管道腐蚀的原因、分析及建议
×××(××××××××××发电有限责任公司×××××× 044602)
摘要:四管爆漏是火力发电厂中常见、多发性故障,而管道的腐蚀常常中四管泄漏的重要原因。大部分管道腐蚀的初始阶段,其泄漏量和范围都不大,对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大,发展成为破坏性泄漏或爆管,严重威胁着火力发电厂的安全稳定运行,故本文对锅炉四管腐蚀的原因进行了分析并根据相应的原因提出了一些建议。
关键词:腐蚀、硫化物、氯化物
0 前言
腐蚀是火力发电厂中常见的故障。腐蚀的初始阶段,没有明显的现象或其泄漏量和范围都小,对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大,同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁,造成连锁性破坏,危及到整个锅炉运行的安全。1.腐蚀的原因
广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。
狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。
1.1管内壁腐蚀:也称水汽侧腐蚀。
1.1.1溶解氧腐蚀。
1.1.2垢下腐蚀。
1.1.3碱腐蚀
1.1.4氢损伤。
1.1.5铜氨化合物腐蚀。
1.2烟气侧腐蚀。
1.2.1高温腐蚀。
1.2.2低温腐蚀。 1.3应力腐蚀,也称冲蚀。指管道受到腐蚀和拉(压)应力的综合效应。
3.设备发生腐蚀的理论原因分析
3.1管内壁腐蚀
3.1.1溶解氧腐蚀
由于Fe与O2、CO2之间存在电位差,形成无数个微小的腐蚀电池,Fe是电池中的阳极,溶解氧起阴极去极化作用,Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。
当pH值小于4或在强碱环境中,腐蚀加重,pH值介于4~13之间,金属表面形成致密的保护膜(氢氧化物),腐蚀速度减慢。腐蚀速度与溶解氧的浓度成正比,随着给水速度提高、锅炉热负荷增加、溶解氧腐蚀也随之加剧。
电站锅炉水冷壁垢下腐蚀分析及防护
电站锅炉水冷壁垢下腐蚀分析及防护
摘要:水冷壁垢下腐蚀对锅炉的安全运行有很大影响。基于此,本文重点分析了电站锅炉水冷壁垢下腐蚀及其防范措施。
关键词:锅炉;水冷壁;腐蚀;防范措施
根据腐蚀机理,电站锅炉水冷壁垢下腐蚀可分为酸性、碱性腐蚀,两者在反应机理和腐蚀物金相组织上存在明显差异,但随着腐蚀过程的深入,会形成相同的反应结果。根据垢下腐蚀机理,可通过建立完善水冷壁管内钝化膜、严格控制汽水质量、避免锅炉超温运行、定期对水冷壁进行腐蚀扫查等方式来预防,以确保锅炉装置的安全稳定运行。
一、水冷壁酸性腐蚀爆管案例
1、故障概况。热电部1#炉水冷壁管材为20G,规格为Φ60×5mm,8m标高层以下的水冷壁多次在火侧垢下发生腐蚀爆管,爆管位置无规律,且失效管内表面有较大腐蚀坑。取其中一处故障管段(标记为1#管),从鳍片进行剖分观察,发现向火侧外表面有一处不规则形状爆口,其边缘粗钝,未发现明显塑性变形,外表面覆盖有大量黑色与棕色氧化腐蚀产物,外表面有许多凹坑。发现向火侧内表面爆口处有一较大腐蚀坑,且呈喇叭状,爆口附近有明显减薄,并伴有大量黑色和橘黄色腐蚀产物;内表面其他区域被红棕色腐蚀产物覆盖,并伴有大量凸起的白色垢层。观察此管非火侧内表面是否完好。
2、化学成分。采用OB QS750-Ⅱ直读光谱仪对1#管进行成分检测分析,其成分符合20G钢国家标准要求。
3、金相分析。先对1#管纵向切片,用OLYMPUS GX71金相显微镜进行金相分析,爆口附近区域明显变薄,腐蚀发生在内表面。打磨抛光爆口周围内侧,并放大观察,与金相图相比,以白色铁素体为主,而黑色珠光体少,表明组织已发生严重脱碳。通过化学浸蚀法暴露金相组织,然后放大观察。浸湿后,对1#管纵向切片厚度中心位置的金相组织进行观察,发现部分区域脱碳,且出现晶界宽化。远离爆口区覆盖有厚度约40m氧化层,有氧化层区域组织未发生明显脱碳,但在相应氧化层开裂位置,发现有向基体内腐蚀倾向。
锅炉系统腐蚀原因及发生机理
除氧器在防止锅炉及其系统腐蚀上的使用
Application of Deaerator in avoiding Corrosion of Boiler and its System
淮化集团有限公司 傅正怀
(Limited Company of Huainan Chemical Industry Group FU Zheng-huai )
摘要: 分析锅炉系统腐蚀原因及发生机理,并提出相应的防范措施。
Abstract: This paper discussed the mechanism and common corrosion in boiler and its system.
Anticorrosive methods were introduced.
关键词: 除氧器 锅炉 系统 腐蚀
Keywords: Deaerator Boiler System Corrosion
在蒸汽生产过程中,锅炉的系统腐蚀问题时常存在,影响了锅炉的正常运行,给安全生产带来严重影响,应引起高度重视。造成锅炉系统腐蚀的主要原因是给水中含有O2和水中的碳酸盐分解产生的CO2所致,
防止腐蚀的重要途径就是确保除氧器的良好运行,将给水中的O2和CO2 严格控制在标准含量之内。
下面分析引起锅炉及其系统腐蚀的主要原因并制定相应的防范措施。
1. 主要腐蚀因素 1.1 氧腐蚀
氧腐蚀是锅炉设备腐蚀的主要原因之一,其腐蚀机理::
1/2O2+H2O+2e→2OH- Fe→Fe2++2e
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
锅炉内水汽与铁反应可在表面生成Fe(OH)2的保护膜,对铁进行保护。但在过量氧存在下
2 Fe(OH)2+ H2O+1/2O2——2 Fe(OH)3↓
Fe(OH)2进一步氧化成疏松的Fe(OH)3沉淀物,Fe(OH)3的沉淀,使阳极周围Fe2+的浓度显著降低,即O2促使阳极的铁离子转入水溶液中,加速了腐蚀的进程。
锅炉水腐蚀的原因及现行解决方法缺陷分析
锅炉水腐蚀的原因及现行解决方法缺陷分析
摘要 锅炉水中含有一些杂质,大体上分为3种:溶解固体、溶解气体、悬浮物质。在锅炉水循环蒸发期间,会造成锅炉水pH值发生变化,溶解气体及溶解固体会在锅炉内产生变化,产生结垢问题,会直接或间接导致锅炉及管线的腐蚀问题,进而影响锅炉设备的使用寿命。而现行的解决腐蚀问题的方法中存在一些缺陷。
关键词 锅炉;腐蚀;溶解;管线
在锅炉水的循环利用及处理过程中,锅炉设备和管线容易发生水腐蚀问题,腐蚀严重的时候会造成大量的凝结水无法回收,使大量的水资源和热量白白浪费,尤其锅炉使用寿命会大大降低,为了保护换热设备和输热管道,提高锅炉使用寿命,必须实施合理的处理方案。纯净的水是不会有腐蚀作用的,但是实际锅炉给水中会含有一些杂质,大体上分为3种:溶解固体、溶解气体、悬浮物质。目前锅炉的给水预处理环节已经可以将盐类物质处理在很低的水平,电导率一般都会很小,水硬度也很低,因此结垢问题不会在给水管线和设备上发生,但进入锅炉后,由于锅炉中水的蒸发浓缩,会产生硅及腐蚀产物的沉积。这样,给水过程中带入如氧气和二氧化碳等溶解气体和回水中如铁和铜等腐蚀产物,会导致给水系统的腐蚀问题,进而影响锅炉设备的使用寿命。炉水结垢也会造成锅炉的腐蚀。锅炉水在工作过程中的蒸发会导致杂质浓缩,产生的垢就会在热交换表面和锅炉中沉积,变硬、变粘。而锅炉结垢的原因是水中含有杂质和沉积物。由于锅炉水中含有溶解的钙和镁,水中的重碳酸根在受热时会释放出二氧化碳,与钙和镁离子形成不溶性的碳酸盐,在锅炉中沉淀形成硬垢,从而降低蒸汽的品质。凝结水过程中产生的铁和铜也能引起系统潜在的腐蚀和沉积物。锅炉水中含有铜和铁时,会在金属受热面上形成铜垢或铁垢,由于金属表面与铜垢、铁垢之间的电位差异从而导致了电离作用,引起了金属的局部腐蚀,这种腐蚀一般是坑蚀,在锅炉表面产生坑洞,容易造成金属空孔或爆裂,导致设备泄漏,所以危害性很大,因此,严格控制锅炉水中铜和铁的含量,是防止锅炉腐蚀的必要措施。锅炉水中的铜与铁,一般来源于给水系统、凝结水、补给水以及生产回水,由于地域问题,给水水源不易调整,因此必须通过添加缓蚀剂或机械过滤器等措施来防止水系统及锅炉的腐蚀。另外.油和其它工艺污染物也会形成沉积物,在自身沉积过程中又会促进其它杂质的沉积,导致夹带现象的产生。所以控制水腐蚀的关键是:稳定调节给水pH值,清除给水中溶解的氧气,处理锅炉系统的结垢问题。
垢下腐蚀
垢下腐蚀
当锅炉受热面上有沉积物以后,不但会使金属壁过热而造成损坏,而且会造成腐蚀,这是经常可以看到的,产生垢下腐蚀有以下几种情况:
1. 垢内的氧化物与金属壁之间的电化学腐蚀
当受热面金属表面的沉积物中含有氧化铁和氧化铜等杂质时,这些氧化物电位高,成为阴极,而金属壁电位低,为阳极。阳极的铁离子不断溶入炉水,与氧化铁及氧化铜生成新的高价氧化铁
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这种腐蚀一般发生在向火侧的水冷壁管内壁。
2. 碱性腐蚀
锅炉受热面表面有沉积物时,由于沉积物传热差沉积物下部的金属壁温升高,使沉积物和金属表面之间的锅水浓缩,又由于这些炉水不易于沉积物外部的炉水混匀,当锅水中含有游离的氢氧化钠,沉积物下的炉水ph值升高到大于13时,金属壁的氧化保护膜被NaOH溶解,使电化学腐蚀加剧。结果在金属表面产生凸凹不平的腐蚀坑,坑上有疏松的腐蚀物,腐蚀发生到一定程度,出现渗漏,有的管子发生爆管。进行分析时,从金属表面去除沉积物,可以看到在腐蚀坑上有白色沉积物。这种沉淀物是碳酸钠,它是氢氧化物与空气中二氧化碳接触后的生成物。此外,在锅筒和集箱的死角常常有大量积聚的磁性氧化物。这是沉积物下部的磁性保护膜被NaOH溶解后生成的苛性-铁素体复合物。
3. 酸性腐蚀
有的锅水中含有氧化镁和氯化钙。例如,钠离子软水装置的管道腐蚀泄漏,正洗水流入软水池;有的利用海水作为再生剂,水处理化验工不慎将阀门打开,使海水加入锅炉等等,都会使炉水含有大量的氧化镁和氯化钙。此时沉积物下部发生以下反应:
结果,使锅水中ph值下降,对钢材产生酸腐蚀,并且使氢离子积聚。
此时钢材的阳极反应为:
阴极反应为:
如果受热面表面有坚硬、致密的水垢存在,氢不能扩散到汽水混合物中,氢渗入钢材和碳钢中的碳化铁发生反应:
结果造成碳钢脱碳,同时CH4在金属内部产生压力,使金属金组织发生变化,产生微小晶间裂纹,致使金属变脆,锅炉发生爆管事故。在中、高压锅炉上容易发生这种事故。
