热力设备的腐蚀及处理.pptx

(1)电极电位电极电位 将将一一块块金金属属插插入入电电解解质质溶溶液液中中时时所所构构成成的的体体系系，称称为为电电极极。电电厂厂中中所有与水相接触的热力设备均可看作为这样的电极。所有与水相接触的热力设备均可看作为这样的电极。金金属属是是以以金金属属晶晶体体的的形形式式存存在在的的，在在金金属属晶晶体体中中，金金属属的的原原子子和和金金属属的的阳阳离离子子构构成成晶晶体体的的晶晶格格结结点点，自自由由电电子子在在晶晶格格间间的的孔孔隙隙中中作作无无规规则则运运动动，通通过过静静电电引引力力使使各各晶晶格格结结点点的的金金属属原原子子或或金金属属阳阳离离子子紧紧密密联联系系起起来来，也也使使各各晶格结点在金属原子和金属离子之间不断相互转化。晶格结点在金属原子和金属离子之间不断相互转化。当当金金属属与与水水溶溶液液接接触触时时，由由于于极极性性水水分分子子的的水水合合作作用用，使使金金属属阳阳离离子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中，反应如下：子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中，反应如下：Fe+nH2O=Fe2+nH2O+2e 由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，因此金由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，因此金属带负电，水溶液带正电。通过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近属带负电，水溶液带正电。通过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属的不断溶解，金金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断溶解，随着溶解，随着金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断溶解，这种沉积的趋势将越来越强，即金属离子的沉积速度逐渐属的不断溶解，这种沉积的趋势将越来越强，即金属离子的沉积速度逐渐增大。当金属与溶液之间发生的这种溶解和沉积的速度相等时，则电极反增大。当金属与溶液之间发生的这种溶解和沉积的速度相等时，则电极反应达到动态平衡：此时，双电层中正负电荷的数量相对稳定，溶液中的过应达到动态平衡：此时，双电层中正负电荷的数量相对稳定，溶液中的过剩离子数量亦稳定。剩离子数量亦稳定。第1页/共23页(2)腐蚀电池腐蚀电池 当当电电极极过过程程达达到到平平衡衡时时，金金属属与与溶溶液液间间形形成成的的双双电电层层亦亦处处于于一一种种动动态态平平衡衡，它它将将阻阻碍碍金金属属继继续续溶溶解解。若若将将金金属属上上的的自自由由电电子子引引出出则则平平衡衡将将被被破破坏坏，金金属属将将继续溶解。继续溶解。不不同同电电极极的的电电极极电电位位不不同同，如如果果将将两两个个不不同同电电极极连连接接起起来来，形形成成闭闭合合回回路路即即组组成成原原电电池池。如如由由铜铜电电极极与与锌锌电电极极组组成成的的铜铜一一锌锌原原电电池池。由由于于铜铜电电极极的的电电极极电电位位高高于于锌锌电电极极的的电电极极电电位位，即即铜铜的的溶溶解解能能力力弱弱于于锌锌，故故锌锌电电极极上上有有更更多多的的剩剩余余自自由由电电子子，这这些些自自由由电电子子在在两两电电极极间间的的电电位位差差的的作作用用下下，通通过过导导线线到到达达铜铜电电极极，在在外外电电路路形形成成电电流流。此此时时铜铜电电极极上上的的自自由由电电子子过过剩剩，溶溶液液中中的的铜铜离离子子沉沉积积到到铜铜电电极极板板上上中中和和过过剩剩的的自自由由电电子子，而而在在锌锌电电极极上上，由由于于自自由由电电子子数数量量减减少少，平平衡衡被被破破坏坏，锌锌将将继继续续溶溶解解。该该过过程程一一直直持持续续到到锌锌极极板板完完全全溶溶解解为为止止，这这种种能能将将化化学学能能转转变变为为电电能能的的装装置置称称为为原原电电池池。金金属属与与水水溶溶液液接接触触时时，由由于于各各种种原原因因，金金属属内内部部的的不不同同部部分分产产生生不不同同的的电电极极电电位位而而组组成成原原电电池池。这这是是金金属属发发生生电电化化学学腐腐蚀蚀的的根根本本原原因因，这这种种原原电电池池称称为为腐腐蚀蚀电电池池。金金属属各各部部位位形形成成不不同同电电位位的的原原因因很很多多，如如金金属属中中含含有有杂杂质质又又处处于于介介质质(潮潮湿湿空空气气、水水或或电电解解质质溶溶液液)中中时时，金金属属晶晶粒粒与与晶晶界界之之间间的的能能量量差差别别，金金属属加加工工时时所所产产生生的的变变形形和和内内应应力力不不同同而而造造成成的的金金属属的的物物理理不不均均匀匀性性，金金属属所所接接触触的的溶溶液液组组成成和和浓浓度度的的差差异异，金金属属表表面面的的温温度度不不同同等等。实实际际上上，腐腐蚀蚀电电池池是是由由于于各各种种原原因因在在金金属属的的某某些些部部分分形形成成的的许许多多肉肉眼眼看看不不见见的的小小型型微微原原电电池池。在在原原电电池池中中，失失去去电电子子的的金金属属电电极极上上发发生生氧氧化化反反应应，该该金金属属溶溶解解(即即腐腐蚀蚀)，此此电电极极称称为为阳阳极极(如如锌锌电电极极)，另另一一个个得得到到电电子子发发生生还还原原反应的电极称为阴极反应的电极称为阴极(如铜电极如铜电极)。第2页/共23页 金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀是是由由腐腐蚀蚀电电池池作作用用引引起起的的，其其腐腐蚀蚀速速度度决决定定于于此此腐腐蚀蚀电电池池所所产产生生电电流流的的大大小小，据据此此，可可估估算算出出腐腐蚀蚀速速度度。在在腐腐蚀蚀电电池池中中，金金属属本本体体就就是是它它的的外外电电路路。照照此此说说来来，其其电电流流应应该该很很大大，腐腐蚀蚀速速度度很很快快，但但是是实实际际上上腐腐蚀蚀速速度度要要远远远远小小于于估估算算值值。这这是是因因为为当当电电池池形形成成闭闭合合回回路路后后，即即使使时时间间很很短短，其其两两极极的的电电位位差差也也会会比比原原先先的的数数值值小小得得多多。这这种种电电位位差差比比起起始始值值减减小小的的现现象象称称为为极极化化。当当电电池池接接通通后后，阴阴极极电电位位变变低低(称称为为阴阴极极极极化化)，阳阳极极电电位位变变高高(称称为为阳阳极极极极化化)，从从而而导导致致阴阴极极和和阳阳极极的的电电位位差差变变小小。极极化化的的结结果是腐蚀速度大幅度降低。果是腐蚀速度大幅度降低。通通常常，在在腐腐蚀蚀电电池池中中阳阳极极极极化化的的程程度度不不大大，只只有有当当阳阳极极上上因因氧氧化化产产物物的的积积累累使使金金属属表表面面状状态态发发生生了了变变化化，产产生生了了所所谓谓钝钝态态的的情情况况下下，才才显显示示出出显显著著的的极极化化。而而在在阴阴极极部部分分，假假使使接接受受电电子子的的物物质质不不能能迅迅速速地地扩扩散散，或或者者阴阴极极反反应应产产物物不不能能很很快快被被排排走走，则则由由于于金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的电子就会堆积起来，产生阴极极化。金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的电子就会堆积起来，产生阴极极化。由由此此可可见见，在在发发生生电电化化学学腐腐蚀蚀的的情情况况下下，溶溶液液中中必必定定有有易易于于接接受受电电子子的的物物质质，这这些些物物质质在在阴阴极极上上接接受受电电子子，消消除除阴阴极极的的极极化化，使使腐腐蚀蚀速速度度加加快快。这这种种消消除除或或减减小小电电极极极极化化的的作作用用称称为为去去极极化化。起起去去极极化化作作用用的的物物质质称称为为去去极极化化剂剂。例例如如，当当水水中中有有溶溶解解氧氧(O2)时时，水水中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用：中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用：O2+2H2O+4e=4OH这这种种水水中中溶溶解解氧氧充充当当去去极极化化剂剂发发生生的的金金属属腐腐蚀蚀过过程程称称为为吸吸氧氧腐腐蚀蚀（氧氧的的去去极极化化腐腐蚀蚀）。当水溶液的当水溶液的pH值较低时，水中值较低时，水中H+浓度大，此时浓度大，此时H+就是去极化剂，它的去极化作用为：就是去极化剂，它的去极化作用为：2H+2e=H2这种氢离子充当去极化剂，发生的金属腐蚀过程称为析氢腐蚀（氢的去极化腐蚀）。这种氢离子充当去极化剂，发生的金属腐蚀过程称为析氢腐蚀（氢的去极化腐蚀）。第3页/共23页(4)金属的腐蚀速度金属的腐蚀速度 金金属属腐腐蚀蚀的的速速度度是是表表示示单单位位时时间间内内金金属属腐腐蚀蚀程程度度的的一一种种方方法法，通通常常是是用用平平均均腐腐蚀蚀速速度度来来表表示示。平平均均腐腐蚀蚀速速度度有有时时简简称称为为腐腐蚀蚀速速度度。常常用用的的两两种种腐腐蚀蚀速度表示方法为：速度表示方法为：(1)按按质质量量的的减减少少表表示示。金金属属的的腐腐蚀蚀程程度度可可以以由由样样品品腐腐蚀蚀后后重重量量的的减减少少来来评定。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。评定。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。(2)按按腐腐蚀蚀深深度度表表示示。当当两两种种金金属属的的密密度度不不同同时时，按按重重量量计计若若其其腐腐蚀蚀速速度度相相等等，它它们们的的腐腐蚀蚀深深度度显显然然是是不不等等的的，密密度度大大的的金金属属，其其腐腐蚀蚀深深度度要要浅浅一一些些。因因此此，为为了了表表示示腐腐蚀蚀的的危危害害性性，用用腐腐蚀蚀深深度度来来评评定定腐腐蚀蚀速速度度更更为为适适当当，通常用毫米年来表示。通常用毫米年来表示。2.3 影响电化学腐蚀的因素影响电化学腐蚀的因素 影影响响金金属属腐腐蚀蚀的的因因素素可可分分为为金金属属本本身身的的内内在在因因素素和和周周围围介介质质的的外外在在因因素素两两方方面面。影影响响金金属属腐腐蚀蚀的的内内在在因因素素有有金金属属的的种种类类、结结构构，金金属属中中含含有有的的杂杂质质等等。其其中中，金金属属的的种种类类是是一一个个很很重重要要的的因因素素，不不同同金金属属的的耐耐腐腐蚀蚀性性能能有有很很大大差差别别。对对于于某某一一确确定定的的金金属属设设备备来来说说，外外在在因因素素的的影影响响就就成成为为影影响响该该设设备备金金属属腐腐蚀蚀的的主主要要因因素素。影影响响金金属属腐腐蚀蚀的的外外在在因因素素主主要要包包括括水水中中的的溶溶解氧量、解氧量、pH值、温度、盐类的成分和含量等。值、温度、盐类的成分和含量等。第4页/共23页 锅锅炉炉给给水水系系统统包包括括给给水水和和凝凝结结水水管管道道，给给水水泵泵，凝凝结结水水泵泵，高高、低低压压加加热热器器，省省煤煤器器，疏疏水水箱箱等等设设备备。在在此此系系统统中中的的水水所所溶溶解解的的氧氧和和二二氧氧化化碳碳是是引引起起该该系系统统金金属属腐蚀的主要原因。腐蚀的主要原因。1.给水系统的腐蚀1.1溶解氧腐蚀溶解氧腐蚀(1)腐蚀机理腐蚀机理 溶溶解解氧氧腐腐蚀蚀是是一一种种电电化化学学腐腐蚀蚀，铁铁和和氧氧形形成成两两个个电电极极，组组成成腐腐蚀蚀原原电电池池。在在腐腐蚀蚀电电池池中中铁铁的的电电位位总总是是比比氧氧的的电电极极电电位位低低，所所以以铁铁是是电电池池的的阳阳极极，遭遭到到腐腐蚀蚀，反反应如下：应如下：Fe Fe2+2e氧为阴极，发生还原反应：氧为阴极，发生还原反应：O2+2H2O+4e4OH(2)特征特征 钢钢铁铁发发生生氧氧腐腐蚀蚀时时，常常常常在在其其表表面面形形成成许许多多直直径径1mm30mm不不等等的的小小型型鼓鼓包包，鼓包表层的颜色由黄褐色到砖红色，次层是黑色粉末状腐蚀坑陷，称为溃疡性腐蚀。鼓包表层的颜色由黄褐色到砖红色，次层是黑色粉末状腐蚀坑陷，称为溃疡性腐蚀。腐蚀产物之所以呈现不同的颜色，是因为铁离子会进一步与水中某些物质发生反应，腐蚀产物之所以呈现不同的颜色，是因为铁离子会进一步与水中某些物质发生反应，形成了各种形态的氧化铁。该过程成为腐蚀的二次过程，生成产物称为二次腐蚀产形成了各种形态的氧化铁。该过程成为腐蚀的二次过程，生成产物称为二次腐蚀产物。物。7.2 给水系统金属的腐蚀第5页/共23页(3)(3)腐蚀部位腐蚀部位 在在给给水水系系统统中中，最最易易发发生生氧氧腐腐蚀蚀的的部部位位是是给给水水管管道道和和省省煤煤器器，当当给给水水含含氧氧量量高高或或除除氧氧器器运运行行不不正正常常时时，有有可可能能造造成成锅锅炉炉内内发发生生氧氧腐腐蚀蚀。另另外外，补给水管道以及疏水箱等也会发生严重的氧腐蚀。补给水管道以及疏水箱等也会发生严重的氧腐蚀。1.2 1.2 游离二氧化碳腐蚀游离二氧化碳腐蚀(1)(1)腐蚀机理腐蚀机理 当水中有游离当水中有游离COCO2 2存在时，存在时，COCO2 2与水发生如下反应，使水呈酸性：与水发生如下反应，使水呈酸性：COCO2 2+H+H2 2 O O H H2 2COCO3 3 H H+HCO+HCO3 3这样水中的这样水中的H H+增多，会产生如下的氢去极化腐蚀：增多，会产生如下的氢去极化腐蚀：第6页/共23页从从腐腐蚀蚀电电池池的的理理论论可可知知，COCO2 2腐腐蚀蚀就就是是水水中中含含有有酸酸性性物物质质而而引引起起的的氢氢去去极极化化腐腐蚀。蚀。(2)(2)腐蚀特征腐蚀特征 二二氧氧化化碳碳腐腐蚀蚀生生成成的的产产物物都都是是易易溶溶物物，它它不不象象氧氧腐腐蚀蚀那那样样产产生生溃溃疡疡，而而是均匀地使管壁变薄，腐蚀产物被水带人锅炉内。是均匀地使管壁变薄，腐蚀产物被水带人锅炉内。(3)(3)腐蚀部位 在热力系统中，最易发生COCO2 2腐蚀的部位是凝结水系统。因为凝结水中COCO2 2含量高，水中含盐量少，缓冲能力差，所以只要水中含有少量COCO2 2，就会使其pHpH值显著降低。热力系统中的COCO2 2来源于补给水和漏人凝结水中的冷却水带人的碳酸化合物(HCOHCO3 3、COCO2 2、COCO3 32 2)，这些碳酸化合物，经过除氧器后可除去大部分COCO2 2，HCOHCO3 3可部分或全部分解。经过除氧器后给水中的碳酸化合物主要是COCO3 32 2和HCOHCO3 3，它们进入锅炉后全部分解，放出COCO2 2，反应如下：2 2HCOHCO3 3 =COCO2 2+H+H2 2O O+CO+CO3 32 2;COCO3 3+H+H2 2O O=COCO2 2+2OH+2OH 分解产生的COCO2 2随蒸汽进入汽轮机和凝汽器。在凝汽器中，一部分COCO2 2溶于凝结水，其余部分被抽气器抽走。2.2.给水系统金属腐蚀的防止 要防止氧的腐蚀，主要方法是减少水中的溶解氧或在一定的条件下增加溶解氧到一定的浓度。给水除氧方法常采用热力除氧法和化学药剂除氧法。热力除氧法不仅能除去水中的溶解氧，而且可除去水中其他各种溶解气体(包括游离COCO2 2)，因此除氧器也可称为热力除气器。第7页/共23页（1 1）热 力 除 氧 热 力 除 氧 器 按 进 水 方 式 的 不 同 可 分 为 混 合 式 和 过 热 式 两 类。在 混 合 式 除 氧 器 内，需 要 除 氧 的 水 与 加 热 用 的 蒸 汽 直 接 接 触，使 水 加 热 到 相 当 于 除 氧 器 压 力 下 的 沸 点，过 热 式 除 氧 器 中，是 先 将 需 要 除 氧 的 水 在 压 力 较 高 的 表 面 式 加 热 器 中 加热，直 至 其 温 度 超 过 除 氧 器 压 力 下 的 沸 点，然 后，将 此 热 水 引 入 除 氧 器 内，这 样，一 部 分 水 会 自 行 汽 化，其 余 的 水 就 处 于 沸 腾 温 度 下。混 合 式 热 力 除 氧 器 按 照 工 作 压 力 的 不 同，又 可 区 分 为 真 空 式、大 气 式 和 高 压 式 三 种。真 空 式 除 氧 器 是 在 压 力 低 于 大 气 压 下 工 作 的；大 气 式 除 氧 器 是 在 稍 高 于 大 气 压 下(一 般为 0.1 20.1 2 M P a)M P a)工 作 的；高 压 式 除 氧 器 是 在 压 力 较 高 的 情 况 下 工 作 的(高 压 和 超 高 压 电 厂 中 常 用 的 工 作 压 力 约 为 0.5 90.5 9 M P aM P a，亚 临 界 压 力 机 组 中 除 氧 器 最 高 工 作 压 力 为0.7 80.7 8 M P a)M P a)。热 力 除 氧 器 的 结 构 从 整 体 上 看，可 分 为 脱 气 塔(或 称 除 氧 头)和 贮 水 箱 两 部 分。脱 气 除 氧 的 原 理 就 是 亨 利 定 律。（2 2）化 学 除 氧 用 来 进 行 给 水 化 学 除 氧 的 药 品，必 须 能 迅 速 地 和 氧 完 全 反 应，且 反 应 产 物 和 药 品 本 身 对 锅 炉 的 运 行 无 害。对 于 高 压 及 更 高 参 数 的 锅 炉 进 行 化 学 除 氧 所 常 用 的 药 品，为 联氨 及 肟 类、碳 酰 肼、异 抗 坏 血 酸 等 有 机 除 氧 剂。联 氨(N N2 2HH4 4)又 称 肼，在 常 温 下 为 无 色 液 体，易 溶 于 水，易 挥 发，有 毒 性。其 蒸 气 对 呼 吸 道 和 皮 肤 损 害。联 氨 蒸 汽 与 空 气 混 合 达 到 一 定 比 例 时 有 爆 炸 的 危 险。联 氨 是 很 强 的 还 原 剂，特 别 是 在 碱 性 水 溶 液 中，可 将 水 中 的 溶 解 氧 还 原，反 应 如 下：N N2 2HH4 4+O+O2 2 =N=N2 2+2 H+2 H2 2O O，反 应 生 成 的 产 物 对 热 力 设 备 的 运 行 无 任 何 害 处。第8页/共23页 电电厂厂通通常常将将浓浓度度为为40的的工工业业水水合合联联氨氨配配成成浓浓度度为为0.10.2的的稀稀溶溶液液，用用活活塞塞泵泵打打入入除除氧氧器器出出口口管管道道中中。为为了了保保证证除除氧氧效效果果，一一般般维维持持省省煤煤器器进进口口给给水水中中N2H4的的量量在在2050gL。在在锅锅炉炉启启动动阶段，应加大联氨的加药量，控制联氨的过剩量在阶段，应加大联氨的加药量，控制联氨的过剩量在100gL。联联氨氨的的加加药药点点一一般般设设在在除除氧氧器器出出口口的的给给水水母母管管中中，但但考考虑虑为为延延长长联联氨氨与与氧氧的的作作用用时时间间，并并且且利利用用联联氨氨的的的的还还原原性性，减减轻轻低低压压加加热热器器铜管的腐蚀，可以考虑将联氨加药点设置在凝结水泵的出口。铜管的腐蚀，可以考虑将联氨加药点设置在凝结水泵的出口。第9页/共23页2.2 给水加氨处理给水加氨处理给水加氨处理的目的是提高给水的给水加氨处理的目的是提高给水的pH值，防止产生游离二氧化碳的酸性腐蚀。值，防止产生游离二氧化碳的酸性腐蚀。（1）原理）原理 氨氨(NH3)溶于水称为氨水，呈碱性。其反应式为：溶于水称为氨水，呈碱性。其反应式为：NH3H2O=NH4+OH氨水的碱性可中和氨水的碱性可中和CO2与水作用生成的碳酸产生的与水作用生成的碳酸产生的H+，反应如下：反应如下：NH3H2O+H2CO3=NH4HCO3+H2O；NH4HCO3+NH3H2O=(NH4)2CO3+H2O 因因此此，通通过过加加氨氨处处理理，可可提提高高给给水水的的pH值值，防防止止产产生生游游离离二二氧氧化化碳碳的的酸酸性性腐腐蚀蚀。从从铜铜铁铁防防腐腐效效果果上上全全面面考考虑虑，目目前前一一般般将将给给水水的的pH值值调调节节在在8.59.2范范围围内内。实实践践证证明明，若若单单从从减减缓缓钢钢材材腐腐蚀蚀来来说说，给给水水的的pH值值高高于于9为为好好。但但在在热热力力系系统统中中，低低压压加加热热器器及及疏疏水水冷冷却却器器、凝凝汽汽器器都都使使用用了了铜铜合合金金材材料料，当当pH值值大大于于9时时，铜铜的的腐腐蚀随蚀随pH值增大而明显加快。值增大而明显加快。（2）加氨的方法）加氨的方法氨氨处处理理常常用用的的药药品品有有液液氨氨和和氨氨的的水水溶溶液液。由由于于氨氨为为挥挥发发性性物物质质，不不论论在在热热力力系系统统的的哪哪一一部部位位加加药药，都都可可使使整整个个汽汽水水系系统统中中有有氨氨。一一般般常常把把氨氨加加在在补补给给水水和和给给水水中中。电电厂厂一一般般是是将将浓浓氨氨液液配配成成15的的稀稀溶溶液液，与与联联氨氨用用同同一一加加药药泵泵加加入入除除氧氧器器出出口管的给水中，也可以设置单独的加药泵。口管的给水中，也可以设置单独的加药泵。第10页/共23页 7.3 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止锅锅炉炉运运行行时时，锅锅炉炉内内水水汽汽的的温温度度和和压压力力较较高高或或很很高高，炉炉管管管管壁壁温温度度很很高高，设设备备的的各各部部分分的的应应力力很很大大，而而且且给给水水中中杂杂质质在在锅锅炉炉内内发发生生浓浓缩缩和和析析出出，在在锅锅内内常常集集积积有有沉沉淀淀物物，这这些些因因素素都都会会促促进进腐腐蚀蚀，并并使使腐腐蚀蚀问问题题复复杂杂化化。所所以以，虽虽然然进进入入锅锅炉炉的的水水都都是是经经过过除除氧氧的的，锅锅炉炉水水的的pH值值也也常常常比较高，但仍然会发生腐蚀。现将水汽系统中可能发生的腐蚀类型简述如下。常比较高，但仍然会发生腐蚀。现将水汽系统中可能发生的腐蚀类型简述如下。1沉积物下腐蚀沉积物下腐蚀当当锅锅炉炉内内金金属属表表面面附附着着有有水水垢垢或或水水渣渣时时，在在其其下下面面会会发发生生严严重重的的腐腐蚀蚀，称称为为沉沉积积物物下下腐腐蚀蚀。这这种种腐腐蚀蚀和和锅锅炉炉水水的的局局部部浓浓缩缩有有关关，因因此此也也称称为为介介质质浓浓缩缩腐腐蚀蚀。这这是是目目前前高高压压锅锅炉炉内内常常见见的的一一种种腐蚀，属于局部腐蚀。腐蚀，属于局部腐蚀。1.1腐蚀机理腐蚀机理 在在正正常常运运行行条条件件下下，锅锅炉炉内内金金属属表表面面上上常常覆覆盖盖着着一一层层Fe3O4膜膜，这这是是金金属属表表面面在在高高温温锅锅炉炉水中形成的，其反应式如下：水中形成的，其反应式如下：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2这这样样形形成成的的Fe3O4膜膜是是致致密密的的，具具有有良良好好的的保保护护性性能能，锅锅炉炉可可以以不不遭遭到到腐腐蚀蚀。如如果果此此Fe3O4膜膜遭遭到到破破坏坏，金金属属表表面面直直接接与与高高温温炉炉水水接接触触，易易受受腐腐蚀蚀。促促使使Fe3O4膜膜破破坏坏的的一一个个重重要要因因素素，是锅炉水的是锅炉水的pH值不合适。值不合适。当当pH13时时，腐腐蚀蚀速速度度也也明明显显加加快快。因因为为保保护护膜膜也也被被溶溶解解，且且铁铁与与NaOH直直接接反反应应，其其反反应应式式为：为：Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH=Na2FeO2+H2第11页/共23页根据锅炉水中含有的杂质，沉积物下的腐蚀可分为以下两种情况：根据锅炉水中含有的杂质，沉积物下的腐蚀可分为以下两种情况：(1)(1)酸酸性性腐腐蚀蚀。当当凝凝汽汽器器发发生生泄泄漏漏，而而且且冷冷却却水水是是海海水水或或苦苦咸咸水水时时，冷冷却却水中的水中的MgClMgCl2 2和和CaClCaCl2 2进入锅炉，水解产生浓酸，其反应式如下：进入锅炉，水解产生浓酸，其反应式如下：MgClMgCl2 2+2H+2H2 2O=Mg(OH)O=Mg(OH)2 2+2HCl;CaCl+2HCl;CaCl2 2+2H+2H2 2O=O=Ca(OH)Ca(OH)2 2+2HCl+2HCl这这两两个个反反应应的的生生成成物物Mg(OH)Mg(OH)2 2和和Ca(OH)Ca(OH)2 2会会形形成成沉沉积积物物，使使沉沉积积物物下下蒸蒸发发浓浓缩缩锅锅水水的的pHpH值值迅迅速速下下降降，破破坏坏保保护护膜膜，发发生生酸酸对对金金属属的的腐腐蚀蚀，称称酸酸性腐蚀。性腐蚀。(2)(2)碱碱性性腐腐蚀蚀。当当补补给给水水中中含含有有碳碳酸酸盐盐或或者者凝凝汽汽器器发发生生泄泄漏漏，碳碳酸酸盐盐类类分分解使锅炉水中出现游离解使锅炉水中出现游离NaOHNaOH，反应如下：反应如下：NaHCONaHCO3 3=CO=CO2 2+NaOH+NaOHNaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O=COO=CO2 2+2NaOH+2NaOH3Ca(HCO3Ca(HCO3 3)2 2+3Na+3Na3 3POPO4 4=6CO=6CO2 2+Ca+Ca3 3(PO(PO4 4)2 2+6NaOH+6NaOH这这样样使使沉沉积积物物下下蒸蒸发发浓浓缩缩的的锅锅炉炉水水的的pHpH值值很很快快升升至至1313以以上上，破破坏坏保保护护膜膜，发生碱对金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。发生碱对金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。第12页/共23页 由由上上述述可可知知，在在沉沉积积物物下下可可能能发发生生酸酸性性或或碱碱性性两两种种不不同同类类型型的的腐腐蚀蚀。这这两两种种腐腐蚀蚀，又根据其损伤情况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下：又根据其损伤情况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下：(1)(1)延延性性腐腐蚀蚀。这这种种腐腐蚀蚀多多发发生生在在多多孔孔沉沉积积物物下下面面，是是由由于于沉沉积积物物下下的的碱碱性性增增强强而而产产生生的的。特特征征是是产产生生凹凹凸凸不不平平的的腐腐蚀蚀坑坑，坑坑上上覆覆盖盖有有腐腐蚀蚀产产物物，坑坑下下金金相相组组织织和和机机械械性性能能都都没没有有变变化化，金金属属仍仍然然保保留留它它的的延延性性，所所以以称称为为延延性性腐腐蚀蚀。当当腐腐蚀蚀坑坑达达到到一一定定的的深深度度以后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。以后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。(2)(2)脆脆性性腐腐蚀蚀。这这种种腐腐蚀蚀多多发发生生在在比比较较致致密密的的沉沉积积物物下下面面，是是由由于于沉沉积积物物下下酸酸性性增增强强而而产产生生的的。发发生生这这种种腐腐蚀蚀时时，产产生生的的H H2 2使使金金属属有有明明显显的的脱脱碳碳现现象象，腐腐蚀蚀部部位位的的金金相相组组织织发生了变化，即发生了变化，即 C+2HC+2H2 2=CH=CH4 4 产产生生的的甲甲烷烷气气体体在在沉沉积积物物下下不不易易逸逸出出，以以致致在在晶晶格格间间形形成成较较大大的的应应力力，导导致致金金属属逐逐渐渐形形成成裂裂纹纹，使使金金属属变变脆脆。严严重重时时，管管壁壁还还未未变变薄薄就就会会爆爆管管。这这种种腐腐蚀蚀是是因因为为腐腐蚀蚀反反应中产生的氢渗入到金属内部引起的，因此又称为氢脆。应中产生的氢渗入到金属内部引起的，因此又称为氢脆。1.3 1.3 防止方法防止方法 发生沉积物下腐蚀的基本条件是锅炉炉管上有沉积物和锅炉水有侵蚀性。因此，发生沉积物下腐蚀的基本条件是锅炉炉管上有沉积物和锅炉水有侵蚀性。因此，要防要防止止沉沉积积物物下下腐腐蚀蚀，既既要要防防止止锅锅炉炉炉炉管管上上形形成成沉沉积积物物又又要要消消除除锅锅炉炉水水的的侵侵蚀蚀性性。通通常常采采用以下措施：用以下措施：(1)新新装装锅锅炉炉投投入入运运行行前前，应应进进行行化化学学清清洗洗，锅锅炉炉运运行行后后要要定定期期清清洗洗，以以除除去去沉沉积积在在金金属管壁上的腐蚀产物。属管壁上的腐蚀产物。(2)提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中的铜、铁含量增大。提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中的铜、铁含量增大。(3)尽量防止凝汽器泄漏。尽量防止凝汽器泄漏。(4)调节锅炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。调节锅炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。(5)做做好好锅锅炉炉的的停停用用保保护护工工作作，防防止止停停用用腐腐蚀蚀，以以免免炉炉管管金金属属表表面面上上附附着着腐腐蚀蚀产产物物，同同时，还可避免由于停用腐蚀产物而增加运行时锅炉水的含铁量。时，还可避免由于停用腐蚀产物而增加运行时锅炉水的含铁量。第13页/共23页7.4 热力设备的停用腐蚀及保护1热力设备停用时的腐蚀热热力力设设备备停停用用时时，如如果果不不采采取取有有效效的的保保护护措措施施，其其水水汽汽系系统统的的金金属属内内表表面面会会发发生生严严重的氧腐蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。重的氧腐蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。发发生生这这种种腐腐蚀蚀是是因因为为当当热热力力设设备备（如如锅锅炉炉）停停用用后后，外外界界空空气气必必然然会会大大量量进进入入炉炉内内水水汽汽系系统统内内，此此时时，锅锅炉炉虽虽已已放放水水，但但在在炉炉管管金金属属的的内内表表面面上上往往往往因因受受潮潮而而附附着着一一薄薄层层水水膜膜，空空气气中中的的氧氧便便溶溶解解在在此此水水膜膜中中，使使水水膜膜中中饱饱含含溶溶解解氧氧，所所以以很很容容易易引引起起金金属属的的氧氧腐腐蚀蚀。若若停停用用后后未未将将锅锅内内的的水水排排放放或或者者有有的的部部位位水水无无法法放放尽尽，使使一一些些金金属属表表面面仍仍被被水水浸浸润润着着，则则同同样样会会因因大大量量空空气气中中的的氧氧溶溶解解在在这这些些水水中中，而而使使金金属属遭遭到到溶溶解氧腐蚀。解氧腐蚀。停停用用腐腐蚀蚀的的危危害害性性有有两两方方面面：一一方方面面，在在短短期期内内使使停停用用设设备备金金属属表表面面遭遭到到大大面面积积腐腐蚀蚀，而而运运行行锅锅炉炉一一般般只只在在省省煤煤器器前前部部发发生生氧氧腐腐蚀蚀，另另一一方方面面，加加剧剧热热力力设设备备运运行行时时的的腐腐蚀蚀。停停炉炉腐腐蚀蚀产产物物在在锅锅炉炉运运行行时时大大量量进进入入锅锅炉炉水水中中，使使锅锅炉炉水水含含铁铁量量增增大大，加加剧剧锅锅炉炉炉炉管管中中沉沉积积物物的的形形成成。停停用用腐腐蚀蚀使使金金属属表表面面上上产产生生的的沉沉积积物物及及所所造造成成的的金金属属表面粗糙状态，会成为运行中腐蚀的促进因素。表面粗糙状态，会成为运行中腐蚀的促进因素。由由上上述述可可知知，停停用用腐腐蚀蚀的的危危害害性性非非常常大大，防防止止锅锅炉炉水水汽汽系系统统的的停停用用腐腐蚀蚀，对对锅锅炉炉的的安全运行有重要的意义。为此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。安全运行有重要的意义。为此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。第14页/共23页2锅炉停用保护的方法防止锅炉水汽系统发生停用腐蚀的方法较多，按其作用原理可分为以下三类：防止锅炉水汽系统发生停用腐蚀的方法较多，按其作用原理可分为以下三类：(1)阻阻止止空空气气进进入入停停用用锅锅炉炉的的水水汽汽系系统统内内。这这类类方方法法包包括括充充氮氮法法、保保持持蒸蒸汽汽压压力力法法等。等。(2)降降低低热热力力设设备备水水汽汽系系统统内内部部的的湿湿度度。当当停停用用设设备备内内部部相相对对湿湿度度小小于于20时时，就就能避免腐蚀。这类方法有烘干法、干燥剂法等。能避免腐蚀。这类方法有烘干法、干燥剂法等。(3)加缓蚀剂，使金属表面生成保护膜，如加十八烷胺。加缓蚀剂，使金属表面生成保护膜，如加十八烷胺。现简要介绍几种常用的保护法：现简要介绍几种常用的保护法：2.1 加加联氨联氨氨法氨法此此法法是是在在锅锅炉炉内内充充满满联联氨氨(N2H4)和和氨氨(NH3)的的混混合合液液。其其防防腐腐的的原原理理是是利利用用联联氨氨的的还原性，除掉水中的溶解氧。其反应为：还原性，除掉水中的溶解氧。其反应为：N2H4+O2=N2+2H2O 加氨的目的是调节水的加氨的目的是调节水的pH。为了保证保护效果，联氨的过剩量应维持在为了保证保护效果，联氨的过剩量应维持在200mg/L，pH值应大于值应大于10。在保护过程中，应定期检查联氨浓度和。在保护过程中，应定期检查联氨浓度和pH值，若不符值，若不符合要求，应及时采取措施。联氨法宜用于停用时间较长或备用的锅炉。使用联氨合要求，应及时采取措施。联氨法宜用于停用时间较长或备用的锅炉。使用联氨保护的锅炉，在启动前，应将联氨和氨水排放干净，并进行冲洗。在锅炉点火以保护的锅炉，在启动前，应将联氨和氨水排放干净，并进行冲洗。在锅炉点火以后，应先向空排汽，当蒸汽中氨含量小于后，应先向空排汽，当蒸汽中氨含量小于2mgkg时才可送汽，以免氨浓度过大时才可送汽，以免氨浓度过大腐蚀凝汽器铜管。腐蚀凝汽器铜管。第15页/共23页2.2 保持给水压力法保持给水压力法保保持持给给水水压压力力法法是是在在锅锅炉炉内内充充满满除除氧氧合合格格的的给给水水，并并用用给给水水泵泵顶顶压压，使使锅锅炉炉内内水水的的压压力力为为0.51.0MPa，然然后后将将水水汽汽系系统统所所有有阀阀门门关关闭闭，以以防防止止空空气气渗渗入入锅锅炉炉内内而而达达到到防防腐腐的的目目的的。保保护护期期间间应应严严密密监监督督锅锅炉炉内内的的压压力力。如如果果发发现现水水的的压压力力下下降降，应应查查明明原原因因，再再送送给给水水顶顶压压。保保护护期间应每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超过给水所允许的标准，应换含氧量合格的给水。期间应每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超过给水所允许的标准，应换含氧量合格的给水。此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此法保护时，应有防冻措施。此法一般适用于短期停用的锅炉。冬季采用此法保护时，应有防冻措施。2.3 氨液法氨液法氨液法是基于在含氨量很大的水氨液法是基于在含氨量很大的水(8001000mg/L)中，钢铁具有不会被氧腐蚀的性能。中，钢铁具有不会被氧腐蚀的性能。氨氨液液停停用用保保护护法法，是是将将凝凝结结水水或或补补给给水水配配制制成成含含氨氨量量为为800mg/L以以上上的的稀稀氨氨液液，用用泵泵打打人人锅锅炉炉水水汽汽系系统统内内，并并使使其其在在系系统统内内进进行行循循环环，直直到到各各采采样样点点取取得得样样品品的的氨氨液液浓浓度度趋趋于于相相同同，然然后后将将锅锅炉炉所所有有阀阀门门关关严严，以以免免氨氨液液漏漏掉掉。在在保保护护期期间间，每每星星期期应应分分析析氨氨液液浓浓度度一一次次，若若发发现现氨的剂量显著下降，应寻找原因，采取预防措施并补加新氨液。氨的剂量显著下降，应寻找原因，采取预防措施并补加新氨液。锅锅炉炉充充氨氨液液前前，应应将将存存水水放放掉掉，立立式式过过热热器器内内存存水水应应用用氨氨液液将将积积水水顶顶出出。因因为为氨氨液液对对铜铜制制件件有有腐腐蚀蚀作作用用，事事先先应应拆拆除除或或者者隔隔离离可可能能与与氨氨液液接接触触的的铜铜制制件件。氨氨液液容容易易蒸蒸发发，故故水水温温不不宜宜过过高，系统要求严密。高，系统要求严密。锅锅炉炉启启动动前前，应应将将全全部部氨氨液液排排出出后后再再进进水水，在在锅锅炉炉点点火火并并升升汽汽压压后后，用用蒸蒸汽汽冲冲洗洗过过热热器器并并向向空空排排汽汽，直直到到蒸蒸汽汽中中含含氨氨量量小小于于2mg/kg，才才可可将将锅锅炉炉出出口口蒸蒸汽汽并并入入主主蒸蒸汽汽母母管管或或向向汽汽轮轮机机送送汽。采取这种措施的目的，是为了防止蒸汽含氨量太高引起铜制件的腐蚀。汽。采取这种措施的目的，是为了防止蒸汽含氨量太高引起铜制件的腐蚀。氨氨液液法法适适用用于于保保护护长长期期停停用用的的锅锅炉炉。若若冬冬季季锅锅炉炉房房气气温温低低，有有冰冰冻冻可可能能时时，采采取取此此法法也也应应有有防冻措施。防冻措施。第16页/共23页2.4烘干法烘干法此此法法适适用用于于从从运运行行转转入入检检修修的的锅锅炉炉的的保保护护。锅锅炉炉熄熄火火后后，当当锅锅炉炉压压