1、腐蝕的機(jī)理
腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類，化學(xué)腐蝕一般無電流產(chǎn)生，而電化學(xué)腐蝕則伴有電流產(chǎn)生。對(duì)鍋爐受壓元件來說，水側(cè)以電化學(xué)腐蝕為主，火側(cè)或煙氣側(cè)以化學(xué)腐蝕為主。氧腐蝕實(shí)際上是一種電化學(xué)腐蝕，其主要原因是鐵和氧形成兩個(gè)電極,組成腐蝕電池。因?yàn)殍F的電極電位比氧的電極電位低,所以在鐵氧腐蝕電池中,鐵是陽極遭到腐蝕, 鐵在這里失去電子(氧化)以鐵離子的形式轉(zhuǎn)入水中,其反應(yīng)如下:Fe→Fe2++2e氧在陰極,進(jìn)行還原反應(yīng)如下:O2+2H2O+4e→4OH-在這里,溶解氧起陰極去極化作用,而去極化作用的強(qiáng)弱與含氧量有關(guān)。所以,要減輕鍋爐的氧腐蝕，必須盡可能地降低給水中溶解氧的含量。
2、鍋筒水位線附近的腐蝕
2.1 腐蝕特點(diǎn)
鍋筒水位線附近的腐蝕,是指在鍋筒內(nèi)水位線上下約100mm內(nèi),沿鍋筒的內(nèi)表面縱向分布的斑點(diǎn)狀腐蝕。這種點(diǎn)蝕形狀似水滴,腐蝕深度不大,但所占面積大,分布較為密集。其腐蝕程度雖然對(duì)鍋筒強(qiáng)度影響不大,但是在鍋爐水位波動(dòng)范圍內(nèi)存在著溫度交變應(yīng)力,會(huì)促使腐蝕加劇,如果任其發(fā)展下去將導(dǎo)致鍋筒強(qiáng)度降低,危及安全運(yùn)行。
該區(qū)域之所以容易發(fā)生腐蝕,原因可能有三：第一，與給水未除氧有關(guān)。第二，可能是運(yùn)行方式和操作不當(dāng)造成的。經(jīng)驗(yàn)證明,產(chǎn)生這種腐蝕的鍋爐差不多都是間斷運(yùn)行的鍋爐。這些鍋爐運(yùn)行方式和操作的特點(diǎn)是:在臨時(shí)停爐或夜間壓火時(shí),保持較高的水位，隨著停爐冷卻,鍋內(nèi)壓力迅速下降并很快降到零,甚至產(chǎn)生負(fù)壓,使空氣侵入鍋內(nèi)。當(dāng)鍋爐開始運(yùn)行時(shí),又不注意或無法趕走侵入鍋內(nèi)的空氣,隨著壓力的上升,空氣中的氧溶入鍋水中,促進(jìn)了氧腐蝕的發(fā)生。第三，可能是煮爐方法不當(dāng)。煮爐的主要目的是通過煮爐在金屬表面形成一層耐腐蝕的保護(hù)膜。煮爐用的藥劑一般采用氫氧化鈉（NaOH）和磷酸三鈉（Na3PO4·12H2O）或碳酸鈉（Na2CO3）。在煮爐過程中，金屬表面形成保護(hù)膜主要是靠磷酸三鈉；氫氧化鈉在煮爐中的作用是與油脂起皂化作用，生成的泡沫性物質(zhì)可以除去鍋內(nèi)油污，中和金屬表面酸性以利形成保護(hù)膜。同時(shí)利用水的沸騰和自然循環(huán)以及降壓排污的沖刷作用，使浮銹及部分氧化皮與金屬本體脫離。如果在煮爐時(shí)只用了氫氧化鈉，未用磷酸三鈉，那么在金屬壁面形成保護(hù)膜的效果差，而且如果煮爐時(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)控制不好，鍋筒內(nèi)壁鐵銹、氧化皮是不容易煮掉的，這就為鍋爐腐蝕創(chuàng)造了有利的條件。
2.2 預(yù)防措施
對(duì)于這種腐蝕的預(yù)防,在給水未除氧的情況下可采取以下幾種措施:
(1)改進(jìn)操作方式。臨時(shí)停爐時(shí),在維持較高水位的同時(shí)盡量維持一定的壓力,防止外界空氣侵入鍋內(nèi)；鍋爐運(yùn)行時(shí)要開啟空氣閥,待空氣閥冒汽,鍋爐壓力達(dá)到0.05～0.10MPa時(shí)關(guān)閉,排除侵入鍋內(nèi)的空氣。
(2)對(duì)已產(chǎn)生輕微斑點(diǎn)腐蝕的鍋爐,可將腐蝕處清理干凈,內(nèi)涂高溫鍋筒防腐漆或其他高溫隔離材料，使金屬與水相互隔離，阻止金屬繼續(xù)腐蝕。
(3)修理后采取合適的工藝進(jìn)行徹底煮爐，以清除鍋內(nèi)腐蝕產(chǎn)物和修理時(shí)殘留的雜質(zhì)，并在金屬壁面上形成一層鈍化保護(hù)膜。煮爐后應(yīng)打開人孔、手孔進(jìn)行檢查，檢查保護(hù)膜形成情況，并將煮掉的腐蝕產(chǎn)物以及修理時(shí)殘留的雜質(zhì)徹底清除。
3、鍋筒底部的腐蝕
3.1 腐蝕特點(diǎn)
(1)鍋筒前端底部的腐蝕：鍋爐鍋筒前部的腐蝕與鍋爐安裝不當(dāng)有很大關(guān)系。鍋爐安裝時(shí),雖然有前高后低的要求, 但有為數(shù)不少的鍋爐在安裝時(shí)并沒有達(dá)到這一要求。因此，在鍋筒前端底部由于無法得到有效徹底的排污，而形成一個(gè)滯流區(qū)，容易造成水渣、泥沙、銹塊等濃縮聚積。由于聚積物滯流區(qū)電極電位低而成為陰極，陽極的金屬就會(huì)不斷地受到腐蝕，尤其在保護(hù)膜未形成或損壞的情況下，腐蝕情況會(huì)更加嚴(yán)重。
(2)鍋筒后端底部：首先要講明是，如果鍋爐不及時(shí)有效的進(jìn)行排污，而在后部造成水渣、泥沙、銹塊的聚積，也會(huì)造成和前端相似的腐蝕。
但鍋筒后端的腐蝕有它自身的特點(diǎn)。比如鍋筒后端水測(cè)的腹部和后管板是容易發(fā)生腐蝕的一個(gè)重點(diǎn)區(qū)域，且該區(qū)域的腐蝕情況較為嚴(yán)重。腐蝕表面會(huì)形成小型鼓包,其直徑從1mm到20mm不等，表面顏色一般是黃褐色或磚紅色,次層是黑色粉末狀腐蝕產(chǎn)物，將這些腐蝕產(chǎn)物清除后便會(huì)出現(xiàn)因腐蝕而造成的凹坑。當(dāng)腐蝕嚴(yán)重時(shí),腐蝕坑連成一片,形成大面積潰瘍狀腐蝕面,造成鍋筒強(qiáng)度下降,迫使鍋爐降壓運(yùn)行甚至報(bào)廢,對(duì)鍋爐安全危害性極大。
造成這種腐蝕的原因與使用單位的鍋爐運(yùn)行方式有關(guān)。有些使用單位并非整天用汽，這樣使鍋爐大部分時(shí)間都處在壓火狀態(tài)；而有些使用單位只是間斷性用汽，鍋爐負(fù)荷變化、燃燒不穩(wěn)定。在正常燃燒供汽的情況下,給水中的溶解氧會(huì)隨著水溫的提高不斷從水中分離,隨蒸汽一起送出。而當(dāng)爐膛壓火或負(fù)荷變化、燃燒不穩(wěn)定時(shí),補(bǔ)入的水由于溫度低而沉在鍋爐底部且不循環(huán),水中的溶解氧就極易附著在鍋筒底部與鋼鐵表面的鐵離子組成腐蝕電池而腐蝕鋼板。溶解氧含量越高,腐蝕點(diǎn)就越多,溶解氧存在的時(shí)間越長(zhǎng),腐蝕的程度就越嚴(yán)重，這是鍋爐筒底部腐蝕的首要原因。
3.2 預(yù)防措施
可采用以下措施預(yù)防這種腐蝕:
(1)提高鍋爐安裝質(zhì)量，使其符合設(shè)計(jì)要求。適當(dāng)抬高鍋筒前端, 形成一個(gè)后傾角度, 以利于前端滯流區(qū)域的水從后段排污管排出；對(duì)于已經(jīng)投入使用的鍋爐可以考慮加強(qiáng)排污裝置的疏導(dǎo)引流,使鍋爐能均勻排污。
(2)合理操作。給水要做到均、勤、少,減少混合和接觸的不均勻性;排污也要做到均、勤、少,以提高排污效果,減少沉積在該區(qū)域的水渣堆積。
(3)當(dāng)鍋水堿度過低，金屬表面形不成保護(hù)膜，容易產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕。而當(dāng)鍋水pH 值低于8或大于13時(shí)，鍋爐金屬表面的保護(hù)膜又會(huì)因溶解而遭到破壞，促使金屬的腐蝕加劇。實(shí)踐證明，將鍋水堿度控制在8～26mmol/L(可以鈍化金屬)，pH值為10～12時(shí)能有效防止鍋爐腐蝕。
4、兩側(cè)集箱后端腐蝕
4.1 腐蝕特點(diǎn)
鍋爐兩側(cè)集箱后端的腐蝕部位分布在集箱后端蓋100～150mm 范圍內(nèi),腐蝕形式一般呈凹坑狀,嚴(yán)重時(shí)形成穿孔。這種腐蝕一個(gè)特征是在腐蝕部位或多或少都會(huì)堆積著一些疏松的沉積物。通過分析，該部位的腐蝕主要是由維護(hù)保養(yǎng)和鍋爐結(jié)構(gòu)這兩個(gè)要素所引起的。
(1)經(jīng)驗(yàn)證明，兩側(cè)集箱后端遭受腐蝕的鍋爐,多發(fā)生在使用單位的備用鍋爐上。因?yàn)槎鄶?shù)情況下，腐蝕現(xiàn)象是在停爐期間發(fā)生，在運(yùn)行期間又繼續(xù)發(fā)展造成的?？梢娝c停爐保養(yǎng)有關(guān),如果停爐期間不重視保養(yǎng)(沉淀物有吸收空氣中水分的能力),或該部位有積水排不凈,其氧腐蝕程度就會(huì)比鍋爐運(yùn)行時(shí)嚴(yán)重的多。
(2)由于腐蝕部位距下降管遠(yuǎn),是滯流區(qū),而在安裝時(shí)后端又低于前端,沉積物容易流入低處；且離排污點(diǎn)較遠(yuǎn),運(yùn)行中無法清理,這就為腐蝕創(chuàng)造了有利的條件。附著的沉積物阻礙了氧的擴(kuò)散會(huì)產(chǎn)生溶液濃度差，使得金屬遭到腐蝕。隨著金屬被越腐蝕越深，便會(huì)形成了凹坑直到穿孔。
4.2 預(yù)防措施
預(yù)防這種腐蝕可采用下列措施:
(1)合理選擇保養(yǎng)方法。應(yīng)根據(jù)停爐時(shí)間長(zhǎng)短來選擇保養(yǎng)方法，長(zhǎng)期停爐的方法有干燥劑法，短期停爐方法有烘干法、充氮法、亞硫酸鈉保護(hù)法、保壓法等。個(gè)人認(rèn)為：1)停爐三個(gè)月以上應(yīng)采用干燥劑法。鍋爐停用后，當(dāng)爐水溫度降至100～120℃時(shí)，將爐水全部放掉，利用爐內(nèi)余熱，將金屬表面烘干，并清除沉積在鍋爐水系統(tǒng)內(nèi)的水垢和水渣。然后在鍋爐內(nèi)放入干燥劑，最常用的是生石灰，且干燥劑應(yīng)定期檢查更換。2)停爐不超過3個(gè)月可采用亞硫酸鈉保護(hù)法，如果同時(shí)加入適量的緩蝕劑效果會(huì)更好，保養(yǎng)期間要定期檢查、化驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充亞硫酸鈉及緩蝕劑。3)間斷運(yùn)行的鍋爐可采用保壓法，使?fàn)t內(nèi)壓力高于外界大氣壓力，防止空氣進(jìn)了鍋筒內(nèi)部。
(2)利用停爐機(jī)會(huì)及時(shí)地清理該區(qū)域內(nèi)雜物,將腐蝕控制在最小限度之內(nèi)；條件允許的情況下,可在集箱后端最低處增設(shè)一排污口,定期排污沖去該區(qū)域的沉渣。
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