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摘要:结合一台热水锅炉检验,分析了锅筒、烟管等的水侧腐蚀的原因,提出处理方法。
关键词:热水锅炉 氧腐蚀 原因 因素 处理
1 概述
我所对某单位的一台热水锅炉进行定期检验时,发现在受压元件如锅筒、烟管等的水侧有大面积大小不等的小鼓包,刮去鼓包后,金属表面有腐蚀坑,坑深2-4mm,坑的直径从1mm到10mm,20mm不等,坑内有少量的黑色物质。用10倍放大镜看,最上面一层呈黄褐色或是褐红色,中间铁锈红,最下面一层为黑色的粉末态经清除后边呈现腐蚀。
2 腐蚀形成的原因
氧腐蚀是一种发生在铁和氢、氧之间的电化学过程,随着水温升高,氧在水中溶解度降低,溶解氧会逐渐析出,析出的溶解氧一部分粘附在金属表面,另一部分游逸在水中。因锅炉给水是一种电解质,又有极性,在水中极性分子的吸引下,钢材表面的一部分铁原子失去电子,成为带正电荷的铁离子移入水中,而钢材上保留多余的电子带负电荷,这样在钢材上形成了若干微电池。水中的氧易吸收电子,而阳极上的铁原子也不断变成铁离子进入水中,铁和氧形成2个电极,组成腐蚀电极,从而形成了电化学腐蚀。
其反应式如下:
上述阴阳两极不断的反应,最终使器壁被腐蚀表面形成鼓包。在腐蚀点由于腐蚀产物的阻挡,将会导致腐蚀点与四周溶解氧的浓度差变大,形成浓度差电池,加快腐蚀的产生。随着腐蚀产物不断增多鼓包也越来越多,面积越来越大,腐蚀坑也越来越深。
3 影响氧腐蚀的主要因素
3.1 水中溶解氧的浓度
溶解氧的浓度越大,腐蚀速度越快。有关资料表明,当含氧量控制在0.1mg/L,腐蚀速度约为0.03mm/a。
3.2 水的温度
水温越高,金属腐蚀速度越快。因为水的温度高,按照化学动力学规律,Fe2+在水溶液中的扩散速度加快,电解质水溶液的电阻降低,因而腐蚀速度加快。实验数据表明,温度在65℃到70℃之间电化学腐蚀最严重。对于局部腐蚀,随着水温的升高,腐蚀的最大值发生在90℃到100℃之间。
3.3 水流速度
当水流速增加时,氧气扩散到金属表面的量也增加,使腐蚀过程加快;同时,过大的流速也会造成金属破坏,产生冲刷腐蚀。
3.4 气量和水量的调节
若进气量不足,则水温低于沸点,残留含氧量将升高,达不到除氧的要求;若进气量过多,气压过高,则会引起水击,而排出蒸气造成损失。
3.5 锅炉在停用期间,没有采取保养措施或保养不善,内部处于潮湿的环境下,空气中的氧便溶解在金属表面的水膜中,从而引起氧腐蚀。
4 解决方法和措施
①将产生腐蚀区域内的腐蚀产物清理干净,涂上防锈漆。
②运行时要控制锅炉的补给水量和给水温度。
③运行时要控制除氧器水中溶解氧的含量小于0.1mg/L。
④加强水质管理:控制水中的碱性,因在高温时,水的碱性越弱,氧腐蚀就会加剧。
⑤运行时要应注意锅炉内的压力不能剧烈下降,更不能产生真空现象:短期不用时,应防止锅炉产生真空或充满空气,应稍微开旁通蒸气阀,送入少量蒸气,使炉内保持热状态,并从排气管排出微量蒸气;长期不用时,应把锅炉里面水放干净,并将金属表面烘干。
参考文献:
[1]顾俊杰.热水锅炉的氧腐蚀与防止措施[J].科技风,2008(17).
[2]王彬.热水锅炉的氧腐蚀及其防止[J].内蒙古石油化工,2004(03).
[3]白利平,陈斌.浅谈热水锅炉的氧腐蚀及防范措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(03).
关键词:热水锅炉 氧腐蚀 原因 因素 处理
1 概述
我所对某单位的一台热水锅炉进行定期检验时,发现在受压元件如锅筒、烟管等的水侧有大面积大小不等的小鼓包,刮去鼓包后,金属表面有腐蚀坑,坑深2-4mm,坑的直径从1mm到10mm,20mm不等,坑内有少量的黑色物质。用10倍放大镜看,最上面一层呈黄褐色或是褐红色,中间铁锈红,最下面一层为黑色的粉末态经清除后边呈现腐蚀。
2 腐蚀形成的原因
氧腐蚀是一种发生在铁和氢、氧之间的电化学过程,随着水温升高,氧在水中溶解度降低,溶解氧会逐渐析出,析出的溶解氧一部分粘附在金属表面,另一部分游逸在水中。因锅炉给水是一种电解质,又有极性,在水中极性分子的吸引下,钢材表面的一部分铁原子失去电子,成为带正电荷的铁离子移入水中,而钢材上保留多余的电子带负电荷,这样在钢材上形成了若干微电池。水中的氧易吸收电子,而阳极上的铁原子也不断变成铁离子进入水中,铁和氧形成2个电极,组成腐蚀电极,从而形成了电化学腐蚀。
其反应式如下:
上述阴阳两极不断的反应,最终使器壁被腐蚀表面形成鼓包。在腐蚀点由于腐蚀产物的阻挡,将会导致腐蚀点与四周溶解氧的浓度差变大,形成浓度差电池,加快腐蚀的产生。随着腐蚀产物不断增多鼓包也越来越多,面积越来越大,腐蚀坑也越来越深。
3 影响氧腐蚀的主要因素
3.1 水中溶解氧的浓度
溶解氧的浓度越大,腐蚀速度越快。有关资料表明,当含氧量控制在0.1mg/L,腐蚀速度约为0.03mm/a。
3.2 水的温度
水温越高,金属腐蚀速度越快。因为水的温度高,按照化学动力学规律,Fe2+在水溶液中的扩散速度加快,电解质水溶液的电阻降低,因而腐蚀速度加快。实验数据表明,温度在65℃到70℃之间电化学腐蚀最严重。对于局部腐蚀,随着水温的升高,腐蚀的最大值发生在90℃到100℃之间。
3.3 水流速度
当水流速增加时,氧气扩散到金属表面的量也增加,使腐蚀过程加快;同时,过大的流速也会造成金属破坏,产生冲刷腐蚀。
3.4 气量和水量的调节
若进气量不足,则水温低于沸点,残留含氧量将升高,达不到除氧的要求;若进气量过多,气压过高,则会引起水击,而排出蒸气造成损失。
3.5 锅炉在停用期间,没有采取保养措施或保养不善,内部处于潮湿的环境下,空气中的氧便溶解在金属表面的水膜中,从而引起氧腐蚀。
4 解决方法和措施
①将产生腐蚀区域内的腐蚀产物清理干净,涂上防锈漆。
②运行时要控制锅炉的补给水量和给水温度。
③运行时要控制除氧器水中溶解氧的含量小于0.1mg/L。
④加强水质管理:控制水中的碱性,因在高温时,水的碱性越弱,氧腐蚀就会加剧。
⑤运行时要应注意锅炉内的压力不能剧烈下降,更不能产生真空现象:短期不用时,应防止锅炉产生真空或充满空气,应稍微开旁通蒸气阀,送入少量蒸气,使炉内保持热状态,并从排气管排出微量蒸气;长期不用时,应把锅炉里面水放干净,并将金属表面烘干。
参考文献:
[1]顾俊杰.热水锅炉的氧腐蚀与防止措施[J].科技风,2008(17).
[2]王彬.热水锅炉的氧腐蚀及其防止[J].内蒙古石油化工,2004(03).
[3]白利平,陈斌.浅谈热水锅炉的氧腐蚀及防范措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(03).