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2008-03-24 17:28 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
摘 要:本文系統(tǒng)分析了氧腐蝕的特征及機(jī)理,并提出了防腐的具體方法與措施
一、概述
鍋爐及其采暖系統(tǒng)在運(yùn)行和停運(yùn)期間存在較嚴(yán)重的氧腐蝕,但由于主客觀原因的限制,這往往并沒(méi)有引起人們的高度重視。對(duì)鍋爐及其采暖系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性造成重大影響,嚴(yán)重時(shí)引起爆管,被迫停爐。
二、氧腐蝕的原理、特征及部位1、氧腐蝕的原理鐵受水中溶解氧的腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕,鐵和氧形成腐蝕電池。鐵的電極電位總是比氧的電極電位低,所以在鐵氧腐蝕電池中,鐵是陽(yáng)極,遭到腐蝕,反應(yīng)式如下:Fe→ Fe2++2e氧為陰極,進(jìn)行還原,反應(yīng)式如下:O2+2H2O+4e → 4OH-在這里溶解氧起陰極去極化作用,是引起鐵腐蝕的因素,這種腐蝕稱為氧腐蝕。
2、氧腐蝕的特征:
氧腐蝕的形態(tài)一般表現(xiàn)為:潰瘍和小孔型的局部腐蝕,其腐蝕的產(chǎn)物表現(xiàn)為黃褐、黑色、磚紅色不等。對(duì)金屬的強(qiáng)度破壞非常嚴(yán)重。
鐵受到溶解氧腐蝕后產(chǎn)生Fe2+,它在水中進(jìn)行下列反應(yīng):
Fe2++2 OH- → Fe (OH )2 Fe (OH ) 2+2H2O+O2 → 4Fe (OH )3 Fe (OH ) 2+2Fe (OH)3 → Fe3O4+4H2O在上述反應(yīng)中,F(xiàn)e (OH ) 2是不穩(wěn)定的,使反應(yīng)繼續(xù)往下進(jìn)行,最終產(chǎn)物主要是Fe (OH ) 3和Fe3O4 3.腐蝕的部件
氧腐蝕是鍋爐采暖系統(tǒng)常見的一種腐蝕。在運(yùn)行和停運(yùn)期間均可發(fā)生。其主要部位,首先是給水系統(tǒng)和省煤器,而且其腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入受熱面中和循環(huán)水系統(tǒng)中,也會(huì)引起其他一些破壞。在系統(tǒng)停運(yùn)期間由于防護(hù)不當(dāng),更是如此,不斷造成設(shè)備及系統(tǒng)的破壞,其破壞程度越來(lái)越大,在金屬表面形成許多小鼓包,鼓包表面的顏色(由黃褐色到硅紅色不等,次層是黑色)。當(dāng)將這些腐蝕產(chǎn)物清除后,便會(huì)出現(xiàn)腐蝕造成的陷坑。
三、產(chǎn)生氧腐蝕的原因
1、在運(yùn)行過(guò)程中
、傧到y(tǒng)含氧量過(guò)大
目前所使用的鍋爐及其采暖系統(tǒng)屬低壓、低溫水。由于系統(tǒng)的不嚴(yán)密性,造成氧氣的進(jìn)入,系統(tǒng)熱水損失過(guò)大,造成補(bǔ)水量過(guò)大及大部分系統(tǒng)并沒(méi)有除氧設(shè)備或除氧器運(yùn)行不正常等等,而加劇了氧蝕的強(qiáng)度。
、谙到y(tǒng)循環(huán)水PH過(guò)低,加劇腐蝕。
試驗(yàn)表明PH在4.5~8時(shí),氧蝕速度加快。
2、在基建和停用期間無(wú)防護(hù)或防護(hù)措施不到位。
鍋爐在基建和停用期間,如沒(méi)有防護(hù)措施,大氣就會(huì)侵入鍋內(nèi)。由于大氣中含有氧和濕分。從而造成氧蝕。而氧蝕造成的陷坑,在以后的運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)加速腐蝕;在停用期間的整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。特別是易積水放不掉的部位,若表面還有殘留物和水渣時(shí),腐蝕比正常運(yùn)行中會(huì)更嚴(yán)重。
四、鍋爐及采暖系統(tǒng)的防護(hù)措施
根據(jù)以上分析,防止氧腐蝕不僅要在運(yùn)行其間進(jìn)行。更應(yīng)在停用期間采取措施,才能有效減緩和防止氧腐蝕,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。為此,提出以下防護(hù)措施:
1、加裝除氧裝置
根據(jù)GB1576—2000《低壓鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)要求。熱水鍋爐≥6t/h需要加裝除氧器。但目前有些鍋爐并沒(méi)有裝除氧器,有些雖然裝了除氧器,但除氧器的工作往往不正常。造成除氧效果不好,當(dāng)然除氧器的型式也很多:熱力除氧、真空除氧、海綿鐵除氧等,如何合理選用除氧器。如何保持除氧器的最佳運(yùn)行工況需要解決一系列的問(wèn)題。
2、采用化學(xué)除氧方法對(duì)于低壓鍋爐可采用Na2SO3除氧,它易溶于水,也是一種還原劑,能和水中溶解氧作用,生成硫酸鹽。反應(yīng)如下:
2NaSO3+O2 → 2NaSO4
3、調(diào)整循環(huán)水的PH值
我們知道,隨著水中PH的增大,氧腐蝕明顯減少。試驗(yàn)表明把水的PH值從8提高到10時(shí),減少鋼鐵腐蝕有明顯效果,PH值控制在10~11最好。通常對(duì)低壓熱水鍋爐及其采暖系統(tǒng)可往鍋爐內(nèi)加堿性藥劑來(lái)調(diào)節(jié),常用的堿性藥劑有:NaCO3、NaOH、氨水等,若PH過(guò)高,可通過(guò)增加排污,也可往鍋爐內(nèi)加酸式磷酸鹽來(lái)調(diào)節(jié)。
4、降低系統(tǒng)損耗,從而降低系統(tǒng)補(bǔ)水量
首先做好節(jié)能的宣傳工作,使大家認(rèn)識(shí)到節(jié)能的重要性;二是及時(shí)杜絕“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象;提高供熱質(zhì)量及系統(tǒng)加藥量直接減少失水率5、加入合適防腐阻垢劑目前市場(chǎng)上有多種防腐阻垢劑,合理選用,合理使用以達(dá)到防腐的目的。
6、停用期間的合理保養(yǎng)采暖鍋爐屬低壓鍋爐,每年的停用期為8個(gè)月左右。停用期較長(zhǎng)。適當(dāng)選用一些合理的保養(yǎng)(干法和濕法)方法。通過(guò)我們的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)采用預(yù)熱烘干+干燥劑的方法是行之有效的。干燥劑有生石灰、硅膠等。
7、研制新型停爐保養(yǎng)裝置實(shí)踐表明:我們研制的停爐保養(yǎng)裝置并與余熱烘干+干燥劑法有機(jī)結(jié)合,保養(yǎng)效果更好。
------陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王軍良
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