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浅谈低温热水锅炉的氧腐蚀及防止措施
作者:    新闻来源:中国百科网时间:2017-05-25
   低温热水锅炉主要有以下三种损坏形式:锅炉受压部件产生严重腐蚀;锅壳底部产生裂纹或鼓包;高温后管板产生穿透性裂纹。在这三种损坏形式中,因腐蚀严重而被近大修的锅炉约占70%,尤其以低温热水锅炉的烟管为多。仅1998年我市就有20余台锅炉因氧腐蚀严重而被迫大修,耗资达90万元。其中某单位的一台KXL1.4-0.7/95/70型锅炉在五年时间内先后三次更换了全部烟管。可见,低温热水锅炉的氧腐蚀题目应引起有关部分的高度重视。
 
  1、氧腐蚀的机理
 
  氧腐蚀究其本质是一种电化学腐蚀。由于锅水是一种有极性的电解质,电解质作用的结果是使铁受到水合作用,水合能超过离子原子间的结合能,因此,水分子从钢材表面把铁离子吸出而使其处于金属表面的电解质层中。而与这些离子电荷数目相等的负电荷(电子)仍留在金属内,天生负电荷层,这种负电荷层是静电状态,把金属的水合离子保持在金属与液体的分界处。当有一定的电位差存在时,就会发生电子从铁极向电极电位高的位置转移,从而引起与其电荷量相应的铁离子转到锅水中,使钢材逐渐产生腐蚀,而锅水中的溶解氧会加剧铁极中电子的释出,起往极化作用,使腐蚀过程加剧。氧腐蚀的特征主要表现为溃疡腐蚀。当钢材在水中发生氧腐蚀时,经常在其表面形成很多小型鼓疱,鼓疱表面的前面颜色由黄褐色到砖红色不等。次层是玄色粉未状物,这些都是腐蚀产物。当将这些腐蚀产物清除后,便会出现因腐蚀而造成的凹坑。
 
  2、影响氧腐蚀的主要因素
 
  2.1、锅水中溶解氧的浓度
 
  金属的氧腐蚀速度随着锅水内溶解氧浓度的升高而加快,两者成正比关系,一般来讲,当锅水中溶解氧含量超过低压锅炉水质标准中对溶解氧指标的要求时就具备了氧腐蚀的条件。锅水中的溶解氧主要来自于注进锅炉内的原水。在一个大气压下,15℃的水中氧的溶解度为10mg/1。而氧在水中的溶解度随温度的升高而降低,随压力的升高而增大。在尽对压力为0.17MPa、温度为90℃的水中,氧的溶解度仍达3.5mg/1。可见,当未经除氧的水进进锅炉内时,要有一部分氧因溶解度降低而析出。这些析出的氧被锅炉上或系统中的集气装置收集而排出,但锅水中剩余的溶解氧仍远远超过低压锅炉水质标准中对溶解氧(0.1mg/1)的要求,而反应用掉的氧又由逐日大量的补水而补充,从而造成氧腐蚀不断继续下往。
 
  2.2、锅水的PH值
 
  锅水的PH值对金属的腐蚀产生极大的影响。PH值低即溶液中H+浓度大。由于H+是电化学腐蚀中的往极化剂,会使钢铁产生腐蚀。一般来说溶液的PH值越低,则与锅水接触的钢铁越轻易产生腐蚀。
 
  2.3、锅炉各部位金属温度对氧腐蚀速度的影响
 
  钢材内表面温度越高,与这相接触的锅水温度也会越高,各种物质在水溶液中的扩散速度也越快。电解质水溶液的电阻降低,使腐蚀速度加快。但当钢材表面温度达到一定值时,与之接触的锅水会由于剧烈加热而在金属表面形成蒸汽泡。从而使钢材四周的溶解氧被上升汽带走,隔尽了氧与金属的接触。所以在运行状态下,锅炉的上升管和锅壳低部因受热剧烈并不会发生氧腐蚀。只有在压火或停炉状态下,该部位金属才会发生一定程度的氧腐蚀。而锅炉受热较弱的部位和不受热的部位则会因锅水具有适宜的温度而加快腐蚀。这也是卧式外燃锅式低温热水锅炉烟管和上半部锅壳腐蚀迅度较快的一个重要原因。
 
  2.4、水流速度的影响
 
  锅水中在无活性离子(C1-、SO4-2〈/sup〉等)存在时,随流速的增加,腐蚀速度加快,当流速达到一定值后,形成了保护膜,腐蚀速度反而降低。当流速再增加时,所形成的保护膜遭破坏,又使腐蚀速度加快。对锅壳式热水锅炉而言,因锅壳水容积较大,锅内水的流速较低,因此锅内水活动相对较快的部位,氧腐蚀速度较快。
 
  3、防止氧腐蚀的措施
 
  3.1、往除锅水中的溶解氧
 
  水中的溶解氧是电化学腐蚀中的往极化剂,它会引起锅炉本体和给水管道的严重腐蚀,应尽可能除往。对小型低温热水锅炉而言,比较简单易行的办法是亚硫酸钠除氧法。
 
  3.2、控制锅水的PH值
 
  当PH值〈7时,在金属表面形成的氧化膜质软而疏松,推动保护作用。PH值升高。OH〈sup>-浓度增加时,则氧化膜变得致密而稳定,有良好的阻止氧扩散和防腐作用。当PH值在9.5~10范围时,防腐效果是最好的。
 
  3.3、对新装锅炉和修理后的锅炉,应严格按煮炉工艺进行煮炉,以清除金属表面的铁锈和油污。对即将停用的锅炉也应进行都洗,以清除表面的各种附着物,同时还可以在金属表面形成一层耐蚀性保护膜。
 
  3.4、尽可能控制系统水的流失,从而减少系统的补水量,控制溶解氧的来源。
 
  3.5、应使系统的每一工作点都处于正压状态,避免因系统中有负压点而吸进空气。循环系统中应设置合适有效的排气装置,以便从水中析出的氧及时排出。
 
  3.6、做好锅炉停用期间的防腐工作.一般热水锅炉停用时间较长,以选用于保养法为宜.
 
  3.7、卧式外燃锅壳式低温热水锅炉的烟管是氧腐蚀速度较快的部件,由于烟管管壁较薄、一旦发生氧腐蚀很轻易发生穿孔。而水管锅炉由于水管的壁温较高,锅炉运行期间在这些管内不宜发生氧腐蚀。易发生氧腐蚀的锅筒和下降管又较厚,形成穿孔腐蚀的时间也较长。因此,笔者以为各使用单位在选择取热锅炉炉型时,应向水管锅炉方面倾斜。同时应尽量避免“大马拉小车”,以免锅炉在运行期间经常“压火”。
 
  总而言之,只要各使用单位对氧腐蚀题目引起足够重视,并采取措施积极防范,低温热水锅炉的氧腐蚀题目一定能得以控制和解决。

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