常見蒸汽鍋爐腐蝕情況分析

王曉東

一、基本情況

我市某賓館二臺SZL10—13鍋爐,在年度檢驗時發現有嚴重的腐蝕現象。根據了解,二臺鍋爐在整個運行過程中,鍋爐給水未采取任何除氧措施。現場調查及運行記錄表明二臺鍋爐停爐頻繁,并且在停爐期間,沒有采取任何保護措施。

二、腐蝕情況

在鍋爐爐膽水側均存在大小及深度不一的圓形腐蝕斑點及腐蝕凹坑。最大尺寸分別為∮35X3mm和∮25X3mm,最小尺寸均為∮5X0.5mm。此外,在二臺鍋爐爐膽水側均存在大小不等的腐蝕鼓包,鼓包大小為∮2-∮35mm,鼓包表面呈紅褐色,其內有黑色粉末狀物,用手剝去鼓包,在爐膽水側表面形成一腐蝕坑,坑內堆著腐蝕產物,腐蝕產物越多,蝕坑越深。在鍋爐煙管水側均存在圓形腐蝕斑點及腐蝕凹坑,形貌基本相同,凹坑最大尺寸分別為 ∮10X0.5mm和∮5X0.5mm,在煙管水側面還可見大量的腐蝕鼓包,剝去鼓包在煙管上留下一腐蝕斑點,由此表明煙管腐蝕程度遠沒有爐膽嚴重。 從整個爐膽及煙管上看,在高熱負荷區腐蝕程度嚴重,另外,腐蝕凹坑不僅分布在爐膽母材上,而且遍布在焊縫熱影響區上。

三、金相檢驗及腐蝕產物分析

在二臺鍋爐爐膽上共取7處作現場金相檢驗,7處都有腐蝕凹坑。第1處離前管板約350mm處的焊縫熱影響區及母材上;第2處離前管板約650mm的母材上;第3處離前管板約1 000mm的母材上。 在另一臺爐膽上,第1處離前管板約1 200mm處的焊縫熱影響區及母材上;第2處離前管板約1 250mm的母材上;第3處離前管板約1 600mm的母材上;第4處離前管板約1 900mm的母材上。分別在上述7處打磨、拋光,4%硝酸酒精溶液侵蝕,再制取金相復型,在金相顯微鏡上觀察及拍攝金相照片。其檢驗結果:母材的顯微組織均為正常的鐵素體+珠光體,鐵素體晶粒度為7～8級,焊縫組織為先共分析鐵素體及鐵素體加珠光體,熱影響區為魏氏組織。 用X射線物相分析腐蝕產物時,其主要物相為Fe3O4,其次為Fe2O3及FeO。

四、腐蝕情況的分析

根據爐膽及煙管形貌特征及腐蝕產物,可判斷二臺鍋爐爐膽及煙管的腐蝕為氧腐蝕。現場金相檢驗結果表明二臺鍋爐爐膽母材及焊縫顯微組織尚屬正常;從腐蝕部位看,二臺鍋爐的氧腐蝕不僅發生在爐膽的母材上,而且還發生在焊縫上,表明該腐蝕與材質無關。 氧腐蝕原因有二:

一是鍋爐給水未經除氧,引起氧腐蝕。鍋爐給水從未進行除氧工作,從而使給水中的溶解氧帶入鍋爐內,引起以電化學方式進行的氧腐蝕,鐵和氧形成兩個電極,鐵的電極電位總是比氧的電極電位低。

二是非連續使用加劇氧腐蝕。因停爐非常頻繁,停爐期間未采用任何保護措施,從而使含有氧和潮濕的大氣進入鍋內,使爐膽及煙管金屬發生氧腐蝕。它與鍋爐在運行中發生的溶解氧腐蝕情況一樣屬于電化學腐蝕。停用鍋爐腐蝕所造成鍋爐表面粗糙,凹坑狀態及腐蝕產物會成為運行中腐蝕的促進因素。 當鍋爐經常停用、啟動,在運行腐蝕中生成的低價氧化鐵,在鍋爐下次停用時,由于吸收空氣中的氧又重新被氧化成高價氧化鐵。這樣,隨著運行和停用交替進行,腐蝕過程反復進行下去,從而導致腐蝕加劇,所以,經常啟動,停用的鍋爐,腐蝕尤為嚴重。

五、應該采取的措施

1.在停爐期間做好停爐保養。

2.徹底清除鍋爐原件壁上的腐蝕產物防止鐵垢下發生堿副腐蝕。

3.做好給水除氧工作,提高給水品質。

4.加強鍋爐排污,保證鍋爐的pH值在10～12。

(編輯/李舶)