热力设备的腐蚀及处理精.ppt

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1、热力设备的腐蚀及处理第1页，本讲稿共24页7.1 金属腐蚀的基本理论金属腐蚀的基本理论 金金属属腐腐蚀蚀是是指指金金属属表表面面与与周周围围环环境境发发生生化化学学或或电电化化学学作作用用而而引引起起金金属属破破坏坏或或变变质质的的现现象象。环环境境一一般般指指材材料料所所处处的的介介质质、温温度度和和压压力力等等。电电厂厂的的热热力力设设备备在在制制造造、运运输输、安安装装、运运行行和和停停运运期期间间，会会发发生生各各种种形形态态的的腐腐蚀蚀。研研究究热热力力设设备备的的腐腐蚀蚀就就是是要要分分析析热热力力设设备备腐腐蚀蚀的特点，了解腐蚀产生的条件，找出腐蚀产生的原因，掌握腐蚀的防止办法。

2、的特点，了解腐蚀产生的条件，找出腐蚀产生的原因，掌握腐蚀的防止办法。金属腐蚀按其腐蚀机理的不同可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。金属腐蚀按其腐蚀机理的不同可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。1化学腐蚀化学腐蚀 金金属属的的表表面面与与其其周周围围介介质质直直接接进进行行化化学学反反应应，在在不不产产生生电电流流的的情情况况下下使使金金属属遭遭到到破破坏坏的的现现象象称称为为化化学学腐腐蚀蚀。这这种种腐腐蚀蚀多多发发生生在在非非导导体体中中或或干干燥燥气气体体中中。例例如如炉炉管管的的外外表表面面受受高高温温炉炉烟烟的的氧氧化化，在在过过热热蒸蒸汽汽中中形形成成的的汽汽水水腐腐蚀蚀，不不含含水水的的润

3、润滑滑油油对对金金属属的的腐腐蚀蚀等等，均均属于化学腐蚀类。属于化学腐蚀类。2电化学腐蚀电化学腐蚀 在在金金属属遭遭到到破破坏坏的的过过程程中中，伴伴有有电电流流产产生生的的腐腐蚀蚀称称为为电电化化学学腐腐蚀蚀。金金属属在在水水溶溶液液中中或或在在潮潮湿湿空空气气中中的的腐腐蚀蚀，属属于于电电化化学学腐腐蚀蚀。如如在在电电厂厂，原原水水、补补给给水水、给给水水、锅炉水、冷却水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的腐蚀等。锅炉水、冷却水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的腐蚀等。第2页，本讲稿共24页(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

4、为为电电极极。电电厂厂中中所所有有与与水水相相接接触触的的热热力力设设备均可看作为这样的电极。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，也也使使各各晶晶格格结结点点在在金金属属原原子子和和金金属属离离子子之之间间不不断断相相互互转转化。化。当当金金属属与与

5、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子脱脱离离其其表表面面形形成成水水合合离离子子溶溶入水溶液中，反应如下：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，因此金属带负电，水溶液带正电。通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金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属过静电引力，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，金属中的负电

6、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，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同样随着金属的不断溶解，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的束缚作用越来越

7、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，同样随着金属的不断溶解，这种沉积的趋势将越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，溶液中的过剩离子数量亦稳定。量亦稳定。第3页，

8、本讲稿共24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续溶解。若将金属上的自由电子引出则平衡将被破坏，金属将继续溶解。继续溶解。若将金属上的自由电子引出则平衡将被破坏，金属将继续溶解。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

9、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

10、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

11、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

12、电子子发发生生还还原反应的电极称为阴极原反应的电极称为阴极(如铜电极如铜电极)。第4页，本讲稿共24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

13、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小。极化的结果是腐蚀速度大幅度降低。变小。极化的结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，

14、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能很快被排走，则由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。不能很快被排走，则由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。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

15、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，当水中有溶解氧当水中有溶解氧(O2)时，水中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用：时，水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）。当当水水溶溶液液的的pH值值较较低低时时，水水中中H+浓度大，此时浓度大，此时H+就是去极化剂，它的

16、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5页，本讲稿共24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表示。平均腐蚀速度有时简称为腐蚀速度。常用的两种腐蚀速度表示方法为：来表示。平均腐蚀速度有时简称为腐蚀速度。常用的两种腐蚀速度表示方法为：(1)按按质质量量的的减减少少表表示示。金金属

17、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评定定。这这种种方方法法常常用来比较各种介质的侵蚀性。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，通通常常用用毫毫米米年年来来表表示。示。2.3 影响电化学腐蚀的因素影响

18、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

19、主主要要包包括括水中的溶解氧量、水中的溶解氧量、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6页，本讲稿共24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的主要原因。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的主要原因。1.给水系统的腐蚀给水系统的腐蚀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

20、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，反反应应如如下下：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，鼓鼓包包表表层层的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。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

21、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物。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。7.2 给水系统金属的腐蚀给水系统金属的腐蚀第7页，本讲稿共24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

22、。另另外外，补补给给水水管管道道以以及及疏疏水水箱箱等等也也会会发生严重的氧腐蚀。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 OO 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8页，本讲稿共24页从腐蚀电池的理论可知，从腐蚀电池的理论可知，COCO2 2腐蚀就是水中含有酸性物质而引起

23、的氢去极化腐蚀。腐蚀就是水中含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀。(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，而而是是均均匀匀地地使使管管壁壁变变薄，腐蚀产物被水带人锅炉内。薄，腐蚀产物被水带人锅炉内。(3)(3)腐蚀部位腐蚀部位 在在热热力力系系统统中中，最最易易发发生生COCO2 2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COCO2 2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含有有少少量量COCO2 2，就就会会使使

24、其其pHpH值值显显著著降降低低。热热力力系系统统中中的的COCO2 2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(HCOHCO3 3、COCO2 2、COCO3 322)，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COCO2 2，HCOHCO3 3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给给水水中中的的碳碳酸酸化合物主要是化合物主要是COCO3 322和和HCOHCO3 3，它们进入锅炉后全部分解，放出它们进入锅炉后全部分解，放出COCO2 2，反应如下：反应如下：2 2HCOHC

25、O3 3=CO=CO2 2+H+H2 2OO+CO+CO3 322;COCO3 3+H+H2 2O=COO=CO2 2+2OH+2OH 分分解解产产生生的的COCO2 2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，一一部部分分COCO2 2溶溶于于凝凝结结水水，其其余余部分被抽气器抽走。部分被抽气器抽走。2.2.给水系统金属腐蚀的防止给水系统金属腐蚀的防止 要要防防止止氧氧的的腐腐蚀蚀，主主要要方方法法是是减减少少水水中中的的溶溶解解氧氧或或在在一一定定的的条条件件下下增增加加溶溶解解氧氧到到一一定定的的浓浓度度。给给水水除除氧氧方方法法常常采采用用热热力力除除氧氧

26、法法和和化化学学药药剂剂除除氧氧法法。热热力力除除氧氧法法不不仅仅能能除除去去水水中中的的溶溶解解氧氧，而而且且可可除除去水中其他各种溶解气体去水中其他各种溶解气体(包括游离包括游离COCO2 2)，因此除氧器也可称为热力除气器。因此除氧器也可称为热力除气器。第9页，本讲稿共24页（1 1）热力除氧）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。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。在在混混合合式式除除氧氧器器内内，需需要要除除氧氧的的水水与与加加热热用用的的蒸蒸汽汽直直接接接接触触，使使水水加加热热到到相相当当于于除除氧氧器器压压力力下下的的沸沸点点，过过热热式

27、式除除氧氧器器中中，是是先先将将需需要要除除氧氧的的水水在在压压力力较较高高的的表表面面式式加加热热器器中中加加热热，直直至至其其温温度度超超过过除除氧氧器器压压力力下下的的沸沸点点，然然后后，将将此此热热水水引引入入除除氧氧器器内内，这这样样，一一部部分分水水会会自自行行汽汽化，其余的水就处于沸腾温度下。化，其余的水就处于沸腾温度下。混混合合式式热热力力除除氧氧器器按按照照工工作作压压力力的的不不同同，又又可可区区分分为为真真空空式式、大大气气式式和和高高压压式式三三种种。真真空空式式除除氧氧器器是是在在压压力力低低于于大大气气压压下下工工作作的的；大大气气式式除除氧氧器器是是在在稍稍高高于

28、于大大气气压压下下(一一般般为为0.120.12MPa)MPa)工工作作的的；高高压压式式除除氧氧器器是是在在压压力力较较高高的的情情况况下下工工作作的的(高高压压和和超超高高压压电电厂厂中中常常用用的的工工作作压压力力约约为为0.590.59MPaMPa，亚亚临临界界压压力机组中除氧器最高工作压力为力机组中除氧器最高工作压力为0.780.78MPa)MPa)。热热力力除除氧氧器器的的结结构构从从整整体体上上看看，可可分分为为脱脱气气塔塔(或或称称除除氧氧头头)和和贮贮水水箱箱两两部部分分。脱脱气气除除氧氧的的原原理理就就是是亨亨利定律。利定律。（2 2）化学除氧）化学除氧 用用来来进进行行给

29、给水水化化学学除除氧氧的的药药品品，必必须须能能迅迅速速地地和和氧氧完完全全反反应应，且且反反应应产产物物和和药药品品本本身身对对锅锅炉炉的的运运行行无无害害。对对于于高高压压及及更更高高参参数数的的锅锅炉炉进进行行化化学学除除氧氧所所常常用用的的药药品品，为为联联氨氨及及肟肟类类、碳碳酰酰肼肼、异异抗抗坏坏血血酸酸等等有机除氧剂。有机除氧剂。联联氨氨(N N2 2H H4 4)又又称称肼肼，在在常常温温下下为为无无色色液液体体，易易溶溶于于水水，易易挥挥发发，有有毒毒性性。其其蒸蒸气气对对呼呼吸吸道和皮肤损害。联氨蒸汽与空气混合达到一定比例时有爆炸的危险。道和皮肤损害。联氨蒸汽与空气混合达到

30、一定比例时有爆炸的危险。联联氨氨是是很很强强的的还还原原剂剂，特特别别是是在在碱碱性性水水溶溶液液中中，可可将将水水中中的的溶溶解解氧氧还还原原，反反应应如如下下：N N2 2HH4 4+O+O2 2=N=N2 2+2H+2H2 2O O，反应生成的产物对热力设备的运行无任何害处。反应生成的产物对热力设备的运行无任何害处。第10页，本讲稿共24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

31、中中N2H4的的量量在在2050gL。在锅炉启动阶段，应加大联氨的加药量，控制联氨的过剩量在在锅炉启动阶段，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铜管管的的腐腐蚀蚀，可可以以考考虑虑将将联联氨氨加加药药点点设设置置在在凝凝结结水泵的出口。水泵的出口。第11页，本讲稿共24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

32、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

33、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材料，当金材料，当pH值大于值大于9时，铜的腐蚀随时，铜的腐蚀随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

34、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，与联氨用同一加药泵加入除氧器出口管的给水中，也可以设置单独的加药泵。与联氨用同一加药泵加入除氧器出口管的给水中，也可以设置单独的加药泵。第12页，本讲稿共24页 7.3 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

35、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是经过除氧的，锅炉水的都是经过除氧的，锅炉水的pH值也常常比较高，但仍然会发生腐蚀。现将水汽系统中可能发生的腐蚀类型简述如下。值也常常比较高，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。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

36、腐蚀蚀和和锅锅炉炉水水的的局局部部浓浓缩缩有关，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。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。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水中中形形成成的的，其其反反应应式式如如下下：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Fe

37、3O4膜膜遭遭到到破破坏坏，金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。因为保护膜也被溶解，且铁与时，腐蚀速度也明显加快。因为保护膜也被溶解，且铁与NaOH直接反应，其反应式为：直接反应，其反应式为：Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH=Na2FeO2+H2第13页，本讲稿共24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

38、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，冷冷却却水水中中的的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=Ca(OH)O=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

39、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值值迅速下降，破坏保护膜，发生酸对金属的腐蚀，称酸性腐蚀。迅速下降，破坏保护膜，发生酸对金属的腐蚀，称酸性腐蚀。(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解使使锅锅炉炉水水中出现游离中出现游离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 3POP

40、O4 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，发发生生碱碱对对金金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。属的腐蚀，称为碱性腐蚀。第14页，本讲稿共24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，又又根根据据其其损损伤伤情情况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下：况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下：(1)(1

41、)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的深度以后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。定的深度以后，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

42、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使金属有明显的脱碳现象，腐蚀部位的金相组织发生了变化，即使金属有明显的脱碳现象，腐蚀部位的金相组织发生了变化，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应中中产产生生的的氢氢渗渗入

43、入到到金金属属内内部部引引起的，因此又称为氢脆。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，要防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，要防止沉积物下腐蚀，既要防止锅炉炉管上形成沉积物又要消除锅炉水的侵蚀性。通常采用以下措施：止沉积物下腐蚀，既要防止锅炉炉管上形成沉积物又要消除锅炉水的侵蚀性。通常采用以下措施：(1)新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗，锅炉运行后要定期清洗，以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗，锅炉运行后要定期清洗，以除去沉积在金属管壁

44、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，同同时时，还还可可避避免免由于停用腐蚀产物而增加运行时锅炉水的含铁量。由于停用腐蚀产物而增加运行时锅炉水的含铁量。第15页，本讲稿共24页7.4 热力设备的停用腐蚀及保护热力设

45、备的停用腐蚀及保护1热力设备停用时的腐蚀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重的的氧氧腐腐蚀蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。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

46、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些水中，而使金属遭到溶解氧腐蚀。这些水中，而使金属遭到溶解氧腐蚀。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

47、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表面面粗粗糙糙状状态态，会会成成为为运运行行中中腐腐蚀蚀的的促促进因素。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安全全运运行行有有重重要的意义。为此，

48、在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。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16页，本讲稿共24页2锅炉停用保护的方法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)阻止空气进入停用锅炉的水汽系统内。这类方法包括充氮法、保持蒸汽压力法等。阻止空气进入停用锅炉的水汽系统内。这类方法包括充氮法、保持蒸汽压力法等。(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，就就能能避避免

49、免腐腐蚀蚀。这这类类方方法有烘干法、干燥剂法等。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还原原性性，除除掉掉水水中中的溶解氧。其反应为：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

50、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，若不符合要求，应及时采取措施。联氨值，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。使用联氨保护的锅炉，在启动前，应将联氨和氨水排放干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。在锅炉点火以后，应先向空排汽，当蒸汽中氨含量小于净，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2mgkg时才可送汽，时才可送汽，以免氨浓度过大腐蚀凝汽器铜管。以免氨浓度过大腐蚀凝汽器铜管。