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【摘 要】金属腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀,锅炉水中的腐蚀产物被锅水携带到受热面上,和其他杂质易结成导热性极差的氧化铁垢,还会引起垢下腐蚀.金属腐蚀始终是影响锅炉安全运行的一大问题,也是降低锅炉使用寿命的关键因素之一.随着氧化铁垢的增多,也会使锅炉发生其他损坏.以下针对热水锅炉氧腐蚀的因素及对策进行探讨.
【关键词】热水锅炉；氧腐蚀；因素；对策
热水锅炉供热系统由于锅炉水循环量很大,带入锅炉的溶解氧的含量很大.由于大量溶解氧的存在,金属铁会在锅水中发生电化学腐蚀,最终形成Fe3O4.金属腐蚀始终是影响锅炉安全运行的一大问题,也是降低锅炉使用寿命的关键因素之一.为此,深入分析影响金属腐蚀的因素,提高防范措施,具有重要的现实意义.
金属腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀,就锅炉受压元件而言水侧的腐蚀以电化学腐蚀为主,烟侧则以化学腐蚀为主.锅炉水中的腐蚀产物被锅水携带到受热面上,和其他杂质易结成导热性极差的氧化铁垢,还会引起垢下腐蚀.随着氧化铁垢的增多,也会使锅炉发生其他损坏.
一、影响锅炉氧腐蚀的因素
1.溶解氧
我们生活的空间空气中富含氧气,因此大自然中的水也难免含有一定量的氧,钢铁和水中的氧接触就会发生电化学腐蚀.由于水中的溶解氧是一种阴极去极化剂,在一般情况下,溶解氧量越多的水质腐蚀钢铁的能力越强.氧气在水中的溶解度和水温和水面上氧气的分压有关.水温高,溶解度小；水面上气体中含氧低,溶解度也小.
但是在某些特定条件下,钢材受溶解氧腐蚀后会在其表面产生保护膜,反而减缓了腐蚀速度,这时水中溶解氧量越大则越易产生保护膜.
2.PH值
水中的PH值代表水呈酸性或碱性的强度,它对金属腐蚀速度影响很大.PH值越低,锅炉金属腐蚀越严重,当PH值小于6时,腐蚀速度随PH值降低迅速增加,PH值在8-10之间时,腐蚀速度取决于锅水中溶解氧含量高低.PH值在10-12之间时,腐蚀速度随PH值的增加而降 低,当PH值接近12时,腐蚀速度最小.如果控制锅水PH值在10-12范围内,就可以在锅炉金属表面形成稳定的保护膜,造成阳极钝化,从而大大降低了锅炉金属的腐蚀速度.
3.水温
水温对溶解氧引起的钢铁腐蚀过程影响很大.在锅炉系统中,水的温度越高,金属腐蚀的愈快.这是因为随着水的温度不断升高,水中所含的各种物质在水溶液中的扩散速度加快,电解质水溶液的电阻降低,这些都会加速腐蚀电池阴阳两极的电极过程.在相同PH值的条件下,温度高的比温度低的腐蚀速度快.但如果钢铁的腐蚀过程是在敞口系统中发生的,那么温度升高到一定值时,腐蚀速度会下降.这是由于温度升高,氧气在水中的溶解度减小.当温度 达到水的沸点时,由于气体在水中的溶解度降为零,就不再有溶解气体的腐蚀.
锅炉属半密封系统,对于高压以上（P>7.8MPa）锅炉接近于密封系统,而低压锅炉工作压力越低越接近于敞口系统.试验表明水温在60℃-70℃时,钢材的均匀腐蚀最严重；局部腐蚀速度随水温提高而迅速提高,当水温在90℃-100℃之间时,腐蚀速度最大.这就是出口水温为95℃的采暖热水锅炉氧腐蚀问题突出的实质原因.
4.水的流速
在低流速情况下,水的流速越大,各种物质扩散速度也越快,使腐蚀速度加快,但当水的流速达到一定值时,由水携带的溶解氧对氧腐蚀反应而言达到了过量状态,过量的氧会使金属表面形成保护膜,所以此时流速增大却使氧腐蚀速度减慢.当流速继续增大到很高值时,因水流的冲刷力量大使保护膜遭到破坏,腐蚀速度又会急骤上升,这称为冲击腐蚀.
5.水的含盐量
水的含盐量及盐类的成分对氧腐蚀的速度也有影响,一般情况下,水中含盐量越高,腐蚀速度就越快.因为盐量越高,水的电阻就越小,使腐蚀电池的电流越大.但如水中含有PO43-和CO32-时,就能在阳极部分金属上产生难溶的,较致密的Fe2（CO3）3和FePO4薄膜,能使氧腐蚀起抑制作用.又如,水中C1-等活性离子的存在对氧腐蚀也起加快作用.
因为C1-易被金属表面的氧化物吸附,使膜中的氧离子被C1-所替代,而形成可溶的氧化物,破坏了金属表面的保护膜.
二、预防氧腐的对策
我们分析锅炉金属的氧腐蚀对水质情况的要求,为保证锅炉安全经济运行,减少和防止锅炉金属的氧腐蚀性,结合我市当地锅炉给水的实际水质情况,采取以下解决对策：
1、氧气对锅炉的危害最大,给水除氧防止锅炉金属腐蚀的根本措施之一,是保证锅炉热力系统安全运行的主要手段.根据我市给水的水质情况,可采用水的化学除氧和配置除氧器等.
2、控制锅水的PH值,低压锅炉锅水PH应在10-12之间碱性水,锅炉金属的腐蚀速度会大大下降.分别加入Na2CO3和NaOH剂的效果相当,但加入PH值调节剂会使锅炉金属的腐蚀速度下降很多.对热水锅炉及其系统,在没有除氧措施时,如果能合理地选用药剂,使锅炉PH值保持在10-12之间,并能维持一定的锅水碱度,加强化学监测,并能科学排污,同样能达到防止锅炉氧腐蚀的目的.
3、如果不影响锅炉使用效果,应注意尽量避免热水锅炉出水在90-100℃之间.
我们分析了锅炉水质情况对氧腐蚀的影响后,我们在锅炉实际运行中结合锅炉给水的水质情况,采用的锅炉水处理办法的不同,来调整锅炉内的水的指标,并根据《低压锅炉水质标准》对各类型锅炉水质指标的具体要求,经水质化验人员的水质监测的实际情况来改善锅炉的氧腐蚀状况,锅炉监察人员、检验人员等也可视实际情况具体分析锅炉氧腐蚀产生的原因和综合分析事故,确定出结合本地实际情况的防锅炉金属腐蚀的具体对策,对锅炉的安全经济运行,保障一方人民生活平安快乐有重要意义.
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