劉　輝

[摘要]文章通過幾個典型鍋爐腐蝕事例對鍋爐腐蝕機理進(jìn)行分析，探討預(yù)防鍋爐腐蝕的措施。

[關(guān)鍵詞]鍋爐；腐蝕；機理；預(yù)防

[作者簡介]劉輝，肇慶市特種設(shè)備檢驗所工程師，廣東肇慶，526060

[中圖分類號]TK224

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)09-0054-0002

一、前言

鍋爐受壓元件的腐蝕是鍋爐最常見的一種損壞，對鍋爐的危害極大。鍋爐受壓元件的水側(cè)，由于水垢、高鹽度鍋水、高溫蒸氣、溶解氧、游離二氧化碳、氯離子的作用，使金屬發(fā)生腐蝕；鍋爐受壓元件的火側(cè)，由于爐灰、煙氣、空氣以及水蒸汽、滲漏的水滴等作用，也使金屬發(fā)生腐蝕。找出鍋爐受壓元件的腐蝕部位，分析其產(chǎn)生的原因，提出消除和預(yù)防腐蝕的措施，是我們對鍋爐進(jìn)行定期檢驗的目的之一。

在對鍋爐進(jìn)行定期檢驗時，會遇到各種各樣的鍋爐腐蝕，常見的有垢下腐蝕、煙氣腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。下面通過對幾個典型鍋爐腐蝕事例進(jìn)行分析，探討腐蝕產(chǎn)生的機理，以便找出預(yù)防腐蝕的有效措施。

二、垢下腐蝕

當(dāng)鍋爐受熱面有沉淀物堆積時，不但會使金屬壁過熱而造成損壞，而且會造成腐蝕，這就是我們常說的垢下腐蝕。我們在對廣東西江食品廠的一臺SHW6—13—L(產(chǎn)品編號2618，廣西梧州鍋爐廠制造)進(jìn)行定期檢驗中發(fā)現(xiàn)距上鍋筒底部無孔封頭端第一節(jié)環(huán)焊縫80mm和200ram處分別有一個φ8mm、深5.0mm和一個φ15mm、深5.0～6.0mm的腐蝕坑；下鍋筒底部無孔封頭直邊段有一個100mm×40mm、深5.0～6.0mm的腐蝕坑，有孔封頭直邊段有一個φ50mm、深4.5～5.0mm的腐蝕坑(見圖1)。在對懷集縣人民醫(yī)院的一臺SHW2－1.25－LIl2(產(chǎn)品編號4878，廣西梧州鍋爐廠制造)進(jìn)行定期檢驗中發(fā)現(xiàn)距下鍋筒底部無孔封頭端第一節(jié)環(huán)焊縫兩側(cè)有一個180mm×50～70mm、深4.0～5.0mm的腐蝕坑(見圖2)。

這兩臺鍋爐有一個共同特點：均為備用爐，停爐時采用未經(jīng)除氧的軟水保養(yǎng)。停爐保養(yǎng)時，鍋筒水側(cè)長時間被水浸泡。當(dāng)鍋筒金屬表面含有雜質(zhì)或有雜物堆積鍋筒表面時，有雜質(zhì)或有雜物堆積部位與周邊部位電極電位不同，形成陽極區(qū)和陰極區(qū)。而鍋水是一種電解質(zhì)并具有極性，于是形成局部電池，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。在水的極性分子吸引下，鋼材表面的一部分鐵原子開始移入鍋水而形成帶正電荷的鐵離子，而鋼材上保留多余的電子并帶有負(fù)電荷，在局部電池作用下，鐵離子不斷進(jìn)入鍋水，在鍋筒表面形成麻點腐蝕。當(dāng)水中有溶解氧時，由于氧是一種去極化劑，使腐蝕加劇，便有可能形成腐蝕坑。這些腐蝕產(chǎn)物在鍋爐運行時起陰極作用，促使金屬繼續(xù)腐蝕。

另一方面，鍋筒底部是鍋爐水循環(huán)的“死角”，當(dāng)有局部有雜物堆積時，水循環(huán)進(jìn)一步不暢，如水處理效果不理想便在此積生水垢、泥渣。

鍋筒底部直接受輻射熱，泥渣沉淀部位熱循環(huán)受阻，金屬壁溫升高，蒸發(fā)率加大，沉淀物與金屬表面之間的鍋水濃縮。又由于這些鍋水不易與沉淀物外部的鍋水混勻，當(dāng)鍋水中含有氯離子或硫酸根離子等陰性離子，它們會破壞金屬表面的保護(hù)膜，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；當(dāng)鍋水中含有游離NaOH，沉淀物下的鍋水PH值升高到大于13時，金屬壁的氧化保護(hù)膜也會被NaOH溶解，使電化學(xué)腐蝕加劇。結(jié)果在金屬壁表面產(chǎn)生凹凸不平的腐蝕坑。

要防止垢下腐蝕，關(guān)鍵在于避免鍋爐金屬表面產(chǎn)生沉淀物，避免產(chǎn)生鐵的腐蝕產(chǎn)物，要有合格的水質(zhì)處理和進(jìn)行合理的排污；新鍋爐投入運行前，必須清掃鍋內(nèi)雜物并進(jìn)行化學(xué)煮爐；鍋爐運行后要定期清洗，清除金屬表面上的腐蝕產(chǎn)物；鍋爐停爐維修時，嚴(yán)禁在受壓元件上碰焊引弧，鍋內(nèi)雜物應(yīng)及時清理干凈；鍋爐停止使用時，應(yīng)采取合適的保養(yǎng)措施。

三、煙氣腐蝕

由于燃料中含有一定量的硫化物，燃燒后煙氣中便產(chǎn)生二氧化硫和三氧化硫，與煙氣中的水蒸汽結(jié)合成硫酸蒸汽，在一定條件下會凝結(jié)在受熱面金屬上，造成腐蝕。我們在對四會金寶利橡膠鞋廠的幾臺HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐進(jìn)行定期檢驗時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)后煙室管板下部腐蝕，由于腐蝕常發(fā)生在管板弧位及弧位以下部位，修磨補焊很不方便。這幾臺鍋爐均為臺新鐵工廠股份有限公司制造，安裝時煙囪均未加防雨傘，燃燒重油。

臺新鐵工廠股份有限公司制造的HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐在制造上有一個缺陷，就是煙囪垂直設(shè)在后煙室正上方。作為燃料使用的重油中通常含有2％～3％的硫化物，由于燃燒而產(chǎn)生二氧化硫。大約有1％～2％的二氧化硫受煙灰和金屬氧化物等的催化作用生成三氧化硫。二氧化硫、三氧化硫、水蒸汽及燃燒不完全而產(chǎn)生的廢氣在煙囪上升過程中遭遇雨水或富含水分的潮濕空氣時，凝結(jié)成含硫酸成分的焦油混合物，順著煙囪回落在后煙室，堆積在后管板上造成腐蝕。

這種煙氣腐蝕又稱硫腐蝕、低溫腐蝕。因此要防止煙氣腐蝕，首先要降低燃料中硫化物的含量；其次要降低煙氣的酸露點，通過提高爐膛溫度，降低空氣過剩系數(shù)，限制三氧化硫的形成；再次要提高排煙溫度，在煙囪上設(shè)防雨保護(hù)，降低煙囪內(nèi)的濕氣，減少硫酸蒸汽形成的機會；最后要減少腐蝕的影響區(qū)，改善煙囪位置，使含硫酸成分的焦油混合物不落在鍋爐受壓元件上造成腐蝕。

四、應(yīng)力腐蝕

鍋爐受壓元件在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用下所引起的破裂損壞，稱為應(yīng)力腐蝕。其表現(xiàn)的形式為腐蝕和裂紋共同出現(xiàn)。

我們對四會金寶利橡膠鞋廠的幾臺HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐進(jìn)行定期檢驗時，幾次發(fā)現(xiàn)爐膽前端有開裂現(xiàn)象。2003年底在對一臺編號為1195的HB－308A鍋爐進(jìn)行定期檢驗時發(fā)現(xiàn)爐膽前端右上部火側(cè)有五條長為6～20mm的裂紋，爐膽右下部火側(cè)前端50mm、弧長450mm范圍內(nèi)布滿表面微裂紋。這臺鍋爐因另有后管板煙氣腐蝕嚴(yán)重、爐膽鼓包和其他難以修復(fù)的缺陷而報廢。

臺新鐵工廠股份有限公司早期制造的HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐在制造上的另一個缺陷，就是爐膽與前管板采用角接，而火嘴四周未設(shè)擋火墻或設(shè)置欠合理、破損，噴出的火焰直接輻射爐膽前端。爐膽伸長部位因燃燒情況變化而頻繁產(chǎn)生伸縮在交變應(yīng)力作用下，金屬晶格間產(chǎn)生位移，破壞了金屬表面的保護(hù)膜。由于電化學(xué)腐蝕，在滑移處產(chǎn)生微觀裂紋腐蝕。微觀裂紋腐蝕在交變應(yīng)力作用下發(fā)展成裂紋。裂紋在交變應(yīng)力作用和裂紋尖端的陽極溶解過程的共同作用下不斷地發(fā)展，形成腐蝕開裂。

對于臺新鐵工廠股份有限公司早期制造的HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐，許多使用單位為避免鍋爐損壞造成不必要的損失，對爐門作技術(shù)改進(jìn)，比如在爐膽伸長部位處設(shè)擋火墻防止煙氣短路，避免火焰直接輻射爐膽前端。

在對臺新鐵工廠股份有限公司早期制造的HB-306A、HB-308A型臺灣燃油蒸汽鍋爐進(jìn)行定期檢驗時，爐膽伸長部位是應(yīng)特別注意的地方，檢驗時一定要清洗干凈上面的油污，必要時作表面探傷。

五、結(jié)語

由于鍋爐的工作環(huán)境比較惡劣，而各使用單位鍋爐管理水平參差不齊，鍋爐的運行狀況又千差萬別，停爐保養(yǎng)方式也不一樣，所以鍋爐發(fā)生腐蝕的幾率、程度和類型也有所不同。在分析鍋爐腐蝕時一定要根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)、運行條件綜合考慮，具體情況具體分析，這樣才能有效地預(yù)防腐蝕的發(fā)生。

[參考文獻(xiàn)]

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