浅谈低压锅炉的腐蚀及防护.pdf

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浅谈低压锅炉的腐蚀及防护
鞍山锅炉厂有限公司李新哲李鑫
摘要锅炉的腐蚀,当前已成为十分突出和严重的问题,不仅容易发生各种
事故,给安全生产带来威胁,使锅炉过早地报废,而且据不完全统计,我国每年因腐
蚀而报废的锅炉超过千台以上,因此加强锅炉的防腐工作已成为当前亟待解决的
主要问题。
关键词氧腐蚀二氧化碳腐蚀炉水局部浓缩沉积物下腐蚀
1锅炉水侧产生腐蚀的基本条件
当式(1)、(2)组成电化学反应时,在
锅炉水侧的腐蚀属于化学腐蚀,其腐蚀反应过程中,锅炉水侧的钢铁不断被腐蚀的
反应与原电池一样,应具备下列条件:
同时,阴极便不断放出氢气。因此,此时把铁
(1)存在着两个不同电位的物质组成阴的腐蚀称为析氢腐蚀。
极与阳极。阴极与阳极可同时在锅炉钢板的
式(3)反应是指钢铁在酸性物介质中,
不同部位出现。
如锅炉酸洗时,生成大量的Fe3+,此时它在
(2)锅炉腐蚀的实质是钢铁阴极失去电阴极将会获得电子(还原反应),造成锅炉
子变为亚铁离子进入水中。此时,钢铁上两严重的腐蚀
个相对独立的不同部位的阴、阳极应同时完
②溶液中中性分子的还原反应
成。其中电位较高的部位为阴极,电位较低
吸氧反应
的部位为阳极。阳极失去电子为阳极反应,
O2+2H2O+4e4OH式(4)
又称氧化反应。阴极得到电子为阴极反应,
式(4)的反应是在有溶解氧的水溶液
又称为还原反应。
中锅炉金属表面吸附的水膜呈微酸性或中
阳极反应(氧化反应)离子方程式
性溶液时,此时金属阳极由于阴极吸附的氧
阳极Fe
Fe+ 2e
式(1)
分子夺得电子转变为氢氧根离子,又由于两
阴极反应(还原反应)有多种
极产物的扩散作用,反应仍然继续进行,生
①溶液中阳离子的还原反应
成难溶性的Fe(OH)。
析氢反应2H+2eー-H2』式(2)
方程式:Fe2++2OH
Fe(OH)2
高价金属离子还原反应
AFE(OH) +H,O+O, -+AFE(OHT,Y
Fe3+e-→Fe2
式(3)
③不溶性膜的还原反应
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Fe(OH)+e-Fe(OH)2+OH式(5)Na3PO2或Na3PO与NaOH的混合液,由于
Fe, O,+H,O+2e--3fe0+ 20H
NaPO4水解时产生NaOH,使水溶液呈现出
式(6)
定的碱度和P值,使金属表面产生兰黒
产生式(5)、(6)的条件,有人归纳到色的保护膜,造成阳极钝化,使铁的溶解度
铁垢腐蚀的范時之内,认为是由于氧化铁垢大大降低。再如,在锅炉汽包内壁涂刷一层
参与了电化学腐蚀的阴极过程,起着阴极去耐高温的锅炉防锈漆,它的作用主要是使金
极化剂的作用。而垢下金属由于结垢过热使属表面呈钝化状态,因为防锈漆不仅含有防
保护膜破坏,形成了腐蚀电池的阳极。
锈的碱性颜料,而且满足耐水、耐碱的性能
阴极反应的多种性远比上述几种例子要求。
繁杂得多,但多种的阴极反应可能发生
◆对锅炉的给水进行除氧或对汽包内
种,也可能发生两种、三种、甚至多种。但最水溶液中加入某种物质,例如,对中低压锅
常见的,也是最重要的主要有两种:即氢离炉采用亚硫酸钠除氧或进行辅助除氧,以减
子的还原反应和氧分子的还原反应。
少给水中的溶解氧量,即减少阴极去极化剂
(3)具备形成电流回路的条件,当阳极(O2)的含量,阻止阴极的吸氧反应,达到降
失去电子,能通过导电体(如:当水的导电低金属的腐蚀过程,这种方法又名阴极控制。
体大于0.15微欧秒/厘米),传给阴极,去接
以上三点结论,通常也是目前降低金属
收电子的物质,在阴极上接收电子。此时,水的腐蚀办法的主要途径。
溶液中阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁
2低压锅炉运行时的腐蚀种类
移,形成了电流回路,同时在阴、阳极后域内
电荷的总数相等,保持中性。
低压锅炉运行时的腐蚀主要有三种
根据上述形成电化学的反应三个条件,①氧腐蚀:②二氧化碳腐蚀:③炉水局部
可以得出下列结论
浓缩沉积物下腐蚀(包括氧化铁垢腐蚀)。
◆由于阴极和阳极反应是同时进行2.1氧腐蚀
的,如果能设法减少水中获取电子的物质,
当水中溶有氧时,锅炉钢铁的电极电位
例如:对锅炉给水采用化学除盐,使给水中总是比氧的电极电位低,铁和氧便组成了两
失去所有的阴阳离子,这就相当于增大电池个电极,组成了腐蚀电池,且铁为阳极,氧在
的电阻,达到减缓金属的腐蚀。这种控制腐阴极起着去极化剂的作用,造成锅炉腐蚀,
蚀的方法,又名欧姆控制法
简称氧腐蚀。
◆设法使金属表面生成一种钝化的保
①氧腐蚀的特征
护膜,例如,锅炉运行时使锅炉水的PH值保
锅炉水侧氧腐蚀的特征:a、钢铁表面
持在10~12,使金属表面形成稳定的保护膜,形成许多小型鼓泡,其直径1~30mm不等,
造成阳极钝化。又如,锅炉酸洗后加1-2%的这种腐蚀的特征又称溃疡腐蚀;b、鼓泡是钢