电厂化学腐蚀与防止.ppt
《电厂化学腐蚀与防止.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电厂化学腐蚀与防止.ppt(38页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、电厂化学腐蚀与防止电厂化学腐蚀与防止现在学习的是第1页,共38页第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止1 1 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀2 2 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止3 炉水处理炉水处理4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护2现在学习的是第2页,共38页()给水系统的腐蚀()给水系统的腐蚀锅炉给水系统包括给水和凝结水管道,给水泵,凝结水锅炉给水系统包括给水和凝结水管道,给水泵,凝结水泵,高、低压加热器,省煤器,疏水箱等设备。在此系泵,高、低压加热器,省煤器,疏水箱等设备。在此系统中的水所溶解的氧和二氧化碳是引起该系统金属腐蚀统中的
2、水所溶解的氧和二氧化碳是引起该系统金属腐蚀的主要原因。的主要原因。1)溶解氧腐蚀)溶解氧腐蚀水中的溶解氧对水中的碳钢的腐蚀具有双重作用,它既可水中的溶解氧对水中的碳钢的腐蚀具有双重作用,它既可以导致钢铁腐蚀,又可以使碳钢发生钝化。以导致钢铁腐蚀,又可以使碳钢发生钝化。3现在学习的是第3页,共38页当水中杂质较多(氢电导率当水中杂质较多(氢电导率0.3S/cm)时,溶解氧主)时,溶解氧主要起腐蚀作用,腐蚀速率随溶解氧浓度的提高而增大。要起腐蚀作用,腐蚀速率随溶解氧浓度的提高而增大。因此水质较差时,为控制氧腐蚀,尽可能除尽水中的因此水质较差时,为控制氧腐蚀,尽可能除尽水中的溶解氧。溶解氧。在高纯水
3、中(氢电导率在高纯水中(氢电导率0.15S/cm),溶解氧主要起),溶解氧主要起钝化作用。随溶解氧浓度的提高,碳钢表面氧化膜的保护钝化作用。随溶解氧浓度的提高,碳钢表面氧化膜的保护作用增强,腐蚀速率降低。作用增强,腐蚀速率降低。腐蚀机理腐蚀机理溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀,铁和氧形成两个电溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池。在腐蚀电池中铁的电位总是极,组成腐蚀原电池。在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低,所以铁是电池的阳极,遭到腐比氧的电极电位低,所以铁是电池的阳极,遭到腐蚀,反应如下:蚀,反应如下:Fe Fe2+2e氧为阴极,发生还原反应:氧为阴极,发生还原反应
4、:O2+2H2O+4e4OH-4现在学习的是第4页,共38页腐蚀特征腐蚀特征钢铁发生氧腐蚀时,常常在其表面形成许多直径钢铁发生氧腐蚀时,常常在其表面形成许多直径1mm30mm不等的小型鼓包,鼓包表层的颜色由黄褐色到砖红不等的小型鼓包,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。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
5、物。过程成为腐蚀的二次过程,生成产物称为二次腐蚀产物。腐蚀部位腐蚀部位 在给水系统中,最易发生氧腐蚀的部位是给水管道和在给水系统中,最易发生氧腐蚀的部位是给水管道和省煤器,当给水含氧量高或除氧器运行不正常时,有省煤器,当给水含氧量高或除氧器运行不正常时,有可能造成锅炉内发生氧腐蚀。另外,补给水管道以及可能造成锅炉内发生氧腐蚀。另外,补给水管道以及疏水箱等也会发生严重的氧腐蚀。疏水箱等也会发生严重的氧腐蚀。5现在学习的是第5页,共38页2)游离二氧化碳腐蚀)游离二氧化碳腐蚀腐蚀机理腐蚀机理 当水中有游离当水中有游离CO2存在时,存在时,CO2与水发生如下反应,使水呈酸性:与水发生如下反应,使水呈
6、酸性:CO2+H2 O H2CO3 H+HCO3-这样水中的这样水中的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:阳极阳极 FeFe2+2e 阴极阴极 2H+2e H2从从腐腐蚀蚀电电池池的的理理论论可可知知,CO2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起的氢去极化腐蚀。引起的氢去极化腐蚀。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,而是均匀地使管壁变薄,腐蚀产物被水带人锅炉内。而是均匀地使管壁变薄,腐蚀产物被水带人锅炉内。6现在学习的是第6页,共38页腐蚀部位腐蚀部
7、位在在热热力力系系统统中中,最最易易发发生生CO2腐腐蚀蚀的的部部位位是是凝凝结结水水系系统统。因因为为凝凝结结水水中中CO2含含量量高高,水水中中含含盐盐量量少少,缓缓冲冲能能力力差差,所所以以只只要要水水中中含有少量含有少量CO2,就会使其就会使其pH值显著降低。值显著降低。热热力力系系统统中中的的CO2来来源源于于补补给给水水和和漏漏人人凝凝结结水水中中的的冷冷却却水水带带人人的的碳碳酸酸化化合合物物(HCO3-、CO2、CO32-),这这些些碳碳酸酸化化合合物物,经经过过除除氧氧器器后后可可除除去去大大部部分分CO2,HCO3-可可部部分分或或全全部部分分解解。经经过过除除氧氧器器后后
8、给给水水中中的的碳碳酸酸化化合合物物主主要要是是CO32-和和HCO3-,它它们们进进入入锅锅炉炉后后全全部部分分解解,放出放出CO2。化学反应为:化学反应为:2HCO3-CO2+H2O+CO32-CO3-+H2O CO2+2OH-分分解解产产生生的的CO2随随蒸蒸汽汽进进入入汽汽轮轮机机和和凝凝汽汽器器。在在凝凝汽汽器器中中,一一部分部分CO2溶于凝结水,其余部分被抽气器抽走。溶于凝结水,其余部分被抽气器抽走。7现在学习的是第7页,共38页(2 2)给水系统金属腐蚀的防止)给水系统金属腐蚀的防止为了防止给水系统的金属腐蚀,目前常用为了防止给水系统的金属腐蚀,目前常用的方法是除去水中的溶解氧和
9、提高给水的方法是除去水中的溶解氧和提高给水pHpH值。值。要防止氧的腐蚀,主要方法是采用适宜的要防止氧的腐蚀,主要方法是采用适宜的化学水工况。化学水工况。除氧的除氧的AVTAVT水工况:热力除氧水工况:热力除氧+联氨联氨+氨氨加氧的加氧的CWTCWT水工况:氧水工况:氧+氨氨(必须是(必须是高纯水)高纯水)8现在学习的是第8页,共38页第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止1 1 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀2 2 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止3 3 炉水处理炉水处理4 4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护9现在学习的是第9页,共38页锅炉
10、运行时,锅炉内水汽的温度和压力较高或很高,炉锅炉运行时,锅炉内水汽的温度和压力较高或很高,炉管管壁温度很高,设备的各部分的应力很大,而且给水管管壁温度很高,设备的各部分的应力很大,而且给水中杂质在锅炉内发生浓缩和析出,在锅内常集积有沉淀中杂质在锅炉内发生浓缩和析出,在锅内常集积有沉淀物,这些因素都会促进腐蚀,并使腐蚀问题复杂化。物,这些因素都会促进腐蚀,并使腐蚀问题复杂化。所以,虽然进入锅炉的水都是经过除氧的,锅炉水的所以,虽然进入锅炉的水都是经过除氧的,锅炉水的pH值也常常比较高,但仍然会发生腐蚀。值也常常比较高,但仍然会发生腐蚀。10现在学习的是第10页,共38页(1)沉积物下腐蚀)沉积物
11、下腐蚀当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时,在其下面会发当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时,在其下面会发生严重的腐蚀,称为沉积物下腐蚀。这种腐蚀和锅炉水生严重的腐蚀,称为沉积物下腐蚀。这种腐蚀和锅炉水的局部浓缩有关,因此也称为介质浓缩腐蚀。这是目前的局部浓缩有关,因此也称为介质浓缩腐蚀。这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀,属于局部腐蚀。高压锅炉内常见的一种腐蚀,属于局部腐蚀。腐蚀机理腐蚀机理在正常运行条件下,锅炉内金属表面上常覆盖着一在正常运行条件下,锅炉内金属表面上常覆盖着一层层Fe3O4膜,这是金属表面在高温锅炉水中形成的,其反膜,这是金属表面在高温锅炉水中形成的,其反应式如下:应式如下:3F
12、e+4H2O Fe3O4+4H211现在学习的是第11页,共38页这样形成的这样形成的Fe3O4膜是致密的,具有良好的保护性能,膜是致密的,具有良好的保护性能,锅炉可以不遭到腐蚀。如果此锅炉可以不遭到腐蚀。如果此Fe3O4膜遭到破坏,金膜遭到破坏,金属表面直接与高温炉水接触,易受腐蚀。属表面直接与高温炉水接触,易受腐蚀。促使促使Fe3O4膜破坏的一个重要因素,是锅炉水的膜破坏的一个重要因素,是锅炉水的pH值不合适。值不合适。当当pH13时,腐蚀速度也明显加快。因为保护膜也被时,腐蚀速度也明显加快。因为保护膜也被溶解,且铁与溶解,且铁与NaOH直接反应,其反应式为直接反应,其反应式为 Fe3O4
13、+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH=Na2FeO2+H212现在学习的是第12页,共38页根根据据锅锅炉炉水水中中含含有有的的杂杂质质,沉沉积积物物下下的的腐腐蚀蚀可可分分为为以以下下两两种种情情况:况:酸性腐蚀酸性腐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,冷冷却却水水中中的的MgCl2和和CaCl2进入锅炉,水解产生浓酸,其反应式进入锅炉,水解产生浓酸,其反应式为为:MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O Ca(OH)2+2HCl这这两两个个反反应应的的生生成成物物Mg(OH
14、)2和和Ca(OH)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pH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腐蚀,称酸性腐蚀。的腐蚀,称酸性腐蚀。13现在学习的是第13页,共38页碱性腐蚀碱性腐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解使使锅炉水中出现游离锅炉水中出现游离NaOH,反应如下:反应如下:NaHCO3 CO2+NaOH Na2CO3+H2O CO2+2NaOH 3Ca(HCO3)2+3Na3PO4 6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH这这样样使使沉沉积积物
15、物下下蒸蒸发发浓浓缩缩的的锅锅炉炉水水的的pH值值很很快快升升至至13以以上上,破坏保护膜,发生碱对金属的腐蚀,称为碱性腐蚀。破坏保护膜,发生碱对金属的腐蚀,称为碱性腐蚀。14现在学习的是第14页,共38页(2)腐蚀类型)腐蚀类型在沉积物下可能发生酸性或碱性两种不同类型的腐蚀。在沉积物下可能发生酸性或碱性两种不同类型的腐蚀。这两种腐蚀,又根据其损伤情况的不同,分为延性腐蚀这两种腐蚀,又根据其损伤情况的不同,分为延性腐蚀和脆性腐蚀。和脆性腐蚀。延性腐蚀延性腐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性增强而产生的。碱性增强而产生的。特特征征
16、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,金金属属仍仍然保留它的延性,所以称为延性腐蚀。然保留它的延性,所以称为延性腐蚀。当当腐腐蚀蚀坑坑达达到到一一定定的的深深度度以以后后,管管壁壁变变薄薄,这这时时便便会因过热而鼓包或爆管。会因过热而鼓包或爆管。15现在学习的是第15页,共38页脆性腐蚀脆性腐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H2使使金金属
17、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发生生了了变化,即变化,即 C+2H2=CH4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,管壁还未变薄就会爆管。时,管壁还未变薄就会爆管。这这种种腐腐蚀蚀是是因因为为腐腐蚀蚀反反应应中中产产生生的的氢氢渗渗入入到到金金属属内内部部引起的,因此又称为氢脆。引起的,因此又称为氢脆。16现在学习的是第16页,共38页(3 3)防止方法)防止方法发发生生沉沉积积物物下下腐腐蚀蚀的
18、的基基本本条条件件是是锅锅炉炉炉炉管管上上有有沉沉积积物物和和锅锅炉炉水水有有侵侵蚀蚀性性。因因此此,要要防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。通通常常采采用用以以下下措措施:施:1)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清洗,以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。期清洗,以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。2)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)3)尽
19、量防止凝汽器泄漏。尽量防止凝汽器泄漏。4)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)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,同同时时,还还可可避避免免由由于于停停用用腐腐蚀蚀产产物物而而增加运行时锅炉水的含铁量。增加运行时锅炉水的含铁量。17现在学习的是第17页,共38页第第9章章 热力设备的腐蚀及其防止热力设备的腐蚀及其防止1 1 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀2 2 汽包炉水汽系统的腐蚀及防止汽包炉水汽系统的腐蚀及防止3 炉水
20、处理炉水处理4 热力设备的停用保护热力设备的停用保护18现在学习的是第18页,共38页锅炉水处理就是向汽包锅炉的锅炉水中加入某种化锅炉水处理就是向汽包锅炉的锅炉水中加入某种化学药品,使随给水进入锅炉水内的结垢物质学药品,使随给水进入锅炉水内的结垢物质(指指Ca2+)生成水渣,随锅炉的排污排除,达到防止结垢生成水渣,随锅炉的排污排除,达到防止结垢的目的。的目的。目前,火力发电厂中,用于锅内水处理的药品是磷酸盐,目前,火力发电厂中,用于锅内水处理的药品是磷酸盐,简称磷酸盐处理。简称磷酸盐处理。在符合特定的条件时,磷酸盐处理不仅可防止钙垢,在符合特定的条件时,磷酸盐处理不仅可防止钙垢,还可起到防止碱
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电厂 化学 腐蚀 防止
限制150内