供熱設備設施的氧腐蝕危害及措施

邵仁山

（青島能源集團，山東 青島 266071）

工廠使用熱力設備的主要的熱腐蝕介質有:氧的熱腐蝕、析氫的熱腐蝕、應力的熱腐蝕、供熱管道的正常運行的熱腐蝕、汽水的熱腐蝕、銅管的深層脫硫鍍鋅和生銹供熱管道側的受熱面部和煙氣側的深層高溫加熱腐蝕。其中金屬氧分子腐蝕主要是各種熱力設備中常見的一種金屬腐蝕，是一種金屬與其他氧分子接觸時所發生的一種腐蝕。氧化物腐蝕不但直接可以破壞已經受到金屬氧化物腐蝕的金屬部位，而且其中氧腐蝕后的產物直接帶入熱力金屬系統還可能會形成結垢，附在熱力金屬件的管壁上，容易直接引起垢下層的腐蝕，對各種熱力設備的性能危害極大。

一、氧腐蝕原理

熱力設備的各種金屬物質氧化性腐蝕一般與下列幾個因素直接有關:包括溶解后的氧、ph量的值、水溫、水質、熱力學負荷和流體水流流動速度等，但其中溶解后的氧和金屬ph量的值仍然是最重要的兩個直接影響腐蝕因素。

二、運行中熱力設備的氧腐蝕特征及防止

（一）部位及特征

氧化物腐蝕在設備安裝、運行和設備停運期間都很有可能同時發生。供熱管道在運行和正常停運時的機械氧化和腐蝕尤為突出。運行中的供熱設備通常在水的給水處理部位，如：管道、省煤器、補給站的水處理管道、疏水處理系統的管道和備用水箱等等部位易遇水發生輕度氧化和腐蝕。凝結式污水處理系統也許有可能因此發生輕度氧化和腐蝕但危害程度較輕。

（二）影響氧腐蝕的因素

1.水中溶解氧含量的影響

氧化性是水在給水供暖系統中能夠起到抗腐蝕氧化作用的主要原因。鍋爐等設備本體運行正常時，給水中的氧已在整個省煤器中消耗完畢或用完，因此設備管道給水本體不會產生任何腐蝕。然而當氣體除氣器不能正常工作，水中的溶氧可能直接進入各種管道水管，導致的直接氧腐蝕。其中，汽包和水冷壁下行管道通常主要腐蝕原因不是由氧腐蝕。由于水中含氧量低，對該類管系的腐蝕破壞不太嚴重。排水管道系統因為水通過大氣，而排水后的管道有時完全沒有水，充滿新鮮空氣，因此，腐蝕程度比較嚴重。

2.pH值對氧腐蝕的影響

在一些熱力設備的運行過程當中，不僅僅會產生大量的水蒸氣，而且會產生一定的二氧化碳和其他酸性物質，這些酸性物質會大大降低熱力設備中水的PH值，PH值的降低會產生很強的鋼的腐蝕現象。

3.水溫對金屬腐蝕的影響

在封閉體系內溫度的升高，氧的擴散速率增大，氧的腐蝕速率也增大。但是，如果系統是開放的，隨著水溫的升高到一定程度，溶解氧的量會減少，氧的腐蝕速率降低。而對于封閉系統的氧腐蝕問題，其氧在溶液的溶解擴散速度，會隨著溫度的持續升高而增大。因此在實際生產過程中合理選擇供水溫度的范圍對供熱設備減少氧腐蝕有很大影響。

4.水中離子的影響

不同的等離子體濃度對腐蝕反應速率有不同的影響。在一定的腐蝕條件下，部分金屬離子可能起到快速鈍化腐蝕作用，減緩和防止腐蝕;有些金屬離子能起到快速活化腐蝕作用，加速防腐蝕。一般情況下Cl-作為催化劑而不是OH-，只要其濃度不過高，一般有利于抑制金屬表面抗氧化膜的快速形成。

（三）防止

為了有效防止或大大減輕供熱管道正常運行期間的過度氧化和腐蝕，主要的預防措施就是盡量使已經除氧的給水。給水除氧的使用方法主要有:

1.熱力除氧

其工作原理主要是通過利用亨利定律，在一個敞開的蒸餾設備中將蒸餾水迅速加熱至達到一個沸點，使水中氧及其他有機氣體如氧和c02在其他氣體液相中的平衡分布和壓力變為零，這樣可以使水中含的氧及其他c02等其他氣體迅速解析釋放出來，以利于達到迅速除去水中氧及其他c02的物理目的。目前用得最多的機器是一種噴霧式和填料式空氣除氧器，因其對較大負荷的環境適應性強，除了吸氧器的效率也相對較高。為保證取得較好的除塵脫氧加熱效果，除氧器的正常運行過程應特別注意幾個重要方面。通過使用熱力除氫脫氧水可使有機除氧水的生物溶解濃度降低并達到一個合格濃度范圍內。

2.解吸除氧

解吸除臭除氧的原理是:水中含有大量的溶解氧和含氧氣體，水和含不溶氧的其他氣體強烈地相互混合，能使含有溶解氧的水迅速擴散并釋放成其他氣體，從而有效地達到除臭除氧的主要目的。脫附除氧器可以在常溫下安裝，不需要任何預熱通風設備。它具有安裝設備簡單，投資少，安裝操作方便，成本低的優點，但由于安裝技術條件嚴格，操作麻煩，影響人體除氣吸氧的危險因素也比較多，不易控制。

3.化學除氧

在給水中我們可以直接加入一些氧化學品和一些藥劑，消除的藥劑用大量熱力迅速除去這些氧后就會產生含有殘余的少量或部分的二氯化氫。所用于得到的這種化學毒性消毒殺菌藥劑主要成分有兩種鹽酸連胺聯氨和乙酰聯胺聯堿二甲基酮肟，因其中鹽酸聯氨本身十分有毒，對人的腦和肝及人體健康都會有一定大的危害，而鹽酸聯氨聯胺二甲基酮肟的化學毒性只有一般鹽酸聯氨的二十幾萬分之一，毒性很小，所以目前國內化學應用較廣的消毒藥劑主要是鹽酸聯氨聯胺二甲基酮肟。二甲基酮二烯肟乙酸二鈉是一種化學還原劑和氧化劑，它不僅僅是可以與水中各種具有溶解性的各種氧代烴在一起發生化學反應就可以能徹底除去水中所有氣體殘余的化學溶解物和氧，另外，它還真的可以使水會直接的被吸附在不銹鋼的陽極局部整個氧氣陽極上，把被吸附在不銹鋼上面的陽極局部整個氧氣陽極完全的所附和覆蓋，使整個陽極上的氧氣極化大大的小幅度的增加，腐蝕不銹鋼的極化速度大大的的減小，防止不銹鋼對水中氧氣的直接腐蝕。還原時機也可將q0№03和新的q0q10還原成一種富含大量金屬氧化鐵和其他氧化物的單質，防止加熱氧化鍋內金屬污垢堆積生成過多鐵垢和大量金屬銅垢。一般來說不可控制給水中溶于相鄰水的二甲基酮肟的脫氧含量和氨量一般控制為50mg/l左右，加強脫氧含量和氨量的自動調節可使控制給水的脫氧質量含量ph值的平均值控制為8.8~9.3，以利于有效保證給水除去其他脫氧氧化劑的給水效果。

三、停備用時熱力設備的氧腐蝕特征及防止

（一）腐蝕特征

當熱設備正常停用時，加熱系統各部件的各種金屬氣體表面會發生氧化腐蝕。這可能是一種天然電化學反應，只有當水、氫和氧共存時，才可能發生在氣體中，這是一種高度氧化腐蝕。電池用完后，不能再排空，部分金屬零件用完后仍會積聚大量水，使金屬表面不能浸入水中。當水和空氣存在時，它們會迅速分解，產生空氣氧化和腐蝕。有時雖然把清水放入供熱管道，但由于加熱爐內冷空氣相對濕度較高，同樣會迅速產生水氧化和腐蝕。由于水中氫氧氧化濃度低，不易擴散到供熱管道設備，固體色澤、形狀等特點，在實際運行環境中，耐熱氧化酸腐蝕和腐蝕層形成的腐蝕反應產物的嚴重程度和程度與其他供熱管道設備有很大的不同。當廢品被廢棄時，強烈的氧化腐蝕使產品中雜質疏松，與其他金屬的粘附性差。經腐蝕后，產品的金屬表面有一個小的黃棕色銹。在使用中，它具有大面積的抗氧化性和耐蝕性，并得到了廣泛的應用。一般來說，影響產品氧化腐蝕的因素主要有大氣溫度、濕度、金屬表面膜層中有機鹽以及金屬表面水的清潔利用程度。當系統停用或備用時，強臭氧氧化腐蝕設備危害很大。一方面，系統停用或待機期間，備用設備嚴重損壞。另一方面，由于重啟過程中氧腐蝕后的產品容易被帶入爐內或水中，在設備運行過程中會引起氧腐蝕，而這些腐蝕產物在設備報廢過程中，由于設備表面粗糙，保護膜易破壞，逐漸成為設備腐蝕的主要活躍點。

（二）防止

1.停備用供熱管道防銹蝕方法

停備用供熱管道一般采取滿水保壓的方式進行保養，如果必須要進行檢修的部分管道可以撤水采用關斷閥門或封堵方式進行有效隔絕檢修部分后再進行滿水保養。有特殊要求的管道可以采取干式被動保護法。

結語：隨著社會經濟的不斷發展，我國工業生產能力逐步提高，工廠不再缺乏專業的機械設備，而是緊跟其后的機械設備的維修，目前，工廠內供熱設備受氧氣腐蝕的范圍越來越廣，嚴重影響工廠的正常運轉。因此，研究人員需要不斷研究供熱設備氧腐蝕的原因，探討防止氧腐蝕的措施，以保證工廠設備的正常穩定使用。本篇文章分析了工廠供熱設備出現氧腐蝕的原因，并從多個因素入手探究了防止氧腐蝕出現的措施，希望能夠為我國的工業發展提供一定的理論基礎，促進我國社會經濟的可持續發展。