低壓工業(yè)鍋爐的腐蝕與防治

梁秀巖

內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市特種設(shè)備檢驗所，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008

0 引言

低壓工業(yè)鍋爐腐蝕的問題一直受到各個使用單位的觀注，都在想方設(shè)法杜絕或降低腐蝕的發(fā)生。由于低壓工業(yè)鍋爐的使用條件不好，使用金屬面積大、用水量大，如果沒有除氧措施和可靠防腐蝕設(shè)備，鍋爐水中的氧和二氧化碳處于飽和狀態(tài)，腐蝕的情況就很容易發(fā)生。本文就低壓工業(yè)鍋爐存在的腐蝕問題，從理論上，對腐蝕存在的狀況、特點和影響因素等進行了闡述，并提出了怎樣預(yù)防氧腐蝕的發(fā)生。

1 鍋爐的腐蝕狀況

改革開放以后，工業(yè)經(jīng)濟迅猛發(fā)展，鍋爐的使用量增大，而有些使用單位并不注意鍋爐防腐問題，不按要求定期進行除氧，再有鍋爐本身結(jié)構(gòu)的缺陷、鍋爐保養(yǎng)跟不上、運行方式不和理等，致使鍋爐受壓部件的氧腐蝕現(xiàn)象比較嚴重，這既降低了鍋爐的使用壽命，又使元件滿足不了工作強度要求，最終導(dǎo)致鍋爐需要維修或停止運行。

2 氧腐蝕的特征

腐蝕分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕兩類。鍋爐給水系統(tǒng)中發(fā)生的腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與介質(zhì)發(fā)生至少一種電極反應(yīng)的電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。其機理為，在水分子的作用下，鐵以鐵離子的形式轉(zhuǎn)入溶液中，并且有等量的電子留在金屬表面上，金屬表面帶有負電，水溶液則帶正電，而鋼材上多余的鐵離子不斷進入鍋水中，使金屬表面產(chǎn)生了腐蝕。 另外，水中的溶解氧又是陰極去極化劑，所以水中含氧量與氧腐蝕速度成正比，對金屬的腐蝕比較嚴重，即：

反應(yīng)后生成的物質(zhì)附著在金屬表面，形成水垢，二氧化碳溶于水形成碳酸，而鐵離子與碳酸進行反應(yīng)，即：

生成的重碳酸鐵[Fe（HCO3）2]對鍋爐產(chǎn)生腐蝕，重碳酸鐵是溶解于水的，如果鍋水中存在氧，那重碳酸發(fā)生就和氧發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳，即：

又與水溶液中的Fe（OH）2相互碰撞后生成黑銹（Fe3O4）保護膜。新產(chǎn)生的二氧化碳又變?yōu)樘妓幔g內(nèi)表面，破壞保護膜。這樣反復(fù)進行，直到氧氣全部消耗完為止。

3 產(chǎn)生氧腐蝕的主要原因

3.1 水的溫度

在密閉系統(tǒng)中，當(dāng)氧的濃度一定時，水溫升高，陰、陽極反應(yīng)速度增加，腐蝕加快。

3.2 水中離子成分

對鍋爐鋼材的腐蝕產(chǎn)生重要的影響還有水中的離子成分，如OH會促進金屬表面保護膜的生成，減小腐蝕的危害；水中含有C1，它能破壞鋼材的保護膜，因而會促進腐蝕的發(fā)生。

3.3 鍋水的pH值

因鍋水中含溶解氧，當(dāng)pH值在4和7之間時，在鋼材表面發(fā)生放出氧和吸收氧的反應(yīng)，產(chǎn)生均勻腐蝕；當(dāng)pH值小于4時，腐蝕速度加快。當(dāng)pH值大于13時，由于腐蝕產(chǎn)物變?yōu)榭扇苄?腐蝕速度再次上升。當(dāng)pH=10～13時，腐蝕速度下降，因為在這個pH值范圍內(nèi)，鋼的表面能生成較完整的保護膜，從而抑制了氧的腐蝕。

3.4 氧的濃度

在發(fā)生氧腐蝕的條件下，氧嘗試增加，一般能加速金屬的腐。工作壓力小于1.6MPa的鍋爐，給水溶解氧的含量必須小于0.1mg/L。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)含氧量控制在0.1mg/L時，氧腐蝕速度約為0.03mm/年，這樣就可以鍋爐的使用壽命大大延長。

4 防止氧腐蝕的方法

1）采用鍋內(nèi)加藥方法，控制鍋水PH值。這是防止鍋爐腐蝕最有效、最簡單的方法。針對腐蝕形成的原理和過程，通過向鍋內(nèi)加入藥劑，有效地控制鍋水中的離子平衡，抑制晶體污染物的生長與粘結(jié)，使之形成流動性的水渣而排除；

2）停用期間也要做好保養(yǎng)，停用腐蝕是金屬損壞的最主要形式之一。停用保護方法可以分為三類：一是阻止空氣進行鍋爐水汽系統(tǒng)內(nèi)部；二是降低鍋爐水汽系統(tǒng)內(nèi)部的濕度；三是使用緩蝕劑，減緩金屬表面的腐蝕；

3）排污水的二次利用。可以使用鄰近鍋爐的排污水，由于防止鍋爐腐蝕主要是消除給水的氧和二氧化碳，那么可以把鄰近鍋爐的排污水，通過沉淀排出水渣后，作為補給水使用；

4）使用有效的除氧方法。從鍋爐氧腐蝕的影響因素中可以看出，氧的濃度是主要因素，要防止氧腐蝕，主要的方法是減少水中溶解氧的含量。使給水的含氧量降低到最低水平的方法主要有熱力除氧法與化學(xué)除氧法。熱力除氧法是采用熱力除氧器將水中溶解氧除去，它是給水除氧的主要措施。化學(xué)藥劑法除氧是在給水中加入還原劑除去熱力除氧后給水中殘留的氧，它是給水除氧的輔助措施。鍋爐腐蝕問題直接關(guān)系到鍋爐安全經(jīng)濟運行和使用壽命，也為使用單位生產(chǎn)管理、安全防范增添了困難。因此，只有從預(yù)防和治理兩個方面進行有效地防治，才能從根本上解決生產(chǎn)工作中這一問題。

[1]郝景泰，等.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2000.

[2]許興偉.低壓鍋爐水處理技術(shù)[M].北京：中國勞動出版社，1991.