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鍋爐及其采暖系統(tǒng)氧腐蝕的原因特征、機理及其防治對策

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  摘 要:本文系統(tǒng)分析了氧腐蝕的特征及機理,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)在運行和停運期間存在較嚴重的氧腐蝕,但由于主客觀原因的限制,這往往并沒有引起人們的高度重視。對鍋爐及其采暖系統(tǒng)運行的安全性和經濟性造成重大影響,嚴重時引起爆管,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,鐵是陽極,遭到腐蝕,反應式如下:Fe→ Fe2++2e氧為陰極,進行還原,反應式如下: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,其腐蝕的產物表現(xiàn)為黃褐、黑色、磚紅色不等。對金屬的強度破壞非常嚴重。

  鐵受到溶解氧腐蝕后產生Fe2+,它在水中進行下列反應:

  Fe2++2 OH- → Fe (OH )2 Fe (OH ) 2+2H2O+O2 → 4Fe (OH )3 Fe (OH ) 2+2Fe (OH)3 → Fe3O4+4H2O在上述反應中,F(xiàn)e (OH ) 2是不穩(wěn)定的,使反應繼續(xù)往下進行,最終產物主要是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。在運行和停運期間均可發(fā)生。其主要部位,首先是給水系統(tǒng)和省煤器,而且其腐蝕產物進入受熱面中和循環(huán)水系統(tǒng)中,也會引起其他一些破壞。在系統(tǒng)停運期間由于防護不當,更是如此,不斷造成設備及系統(tǒng)的破壞,其破壞程度越來越大,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)。當將這些腐蝕產物清除后,便會出現(xiàn)腐蝕造成的陷坑。

  三、產生氧腐蝕的原因

  1、在運行過程中

 ?、傧到y(tǒng)含氧量過大

  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)的不嚴密性,造成氧氣的進入,系統(tǒng)熱水損失過大,造成補水量過大及大部分系統(tǒng)并沒有除氧設備或除氧器運行不正常等等,而加劇了氧蝕的強度。

 ?、谙到y(tǒng)循環(huán)水PH過低,加劇腐蝕。

  試驗表明PH在4.5~8時,氧蝕速度加快。

  2、在基建和停用期間無防護或防護措施不到位。

  鍋爐在基建和停用期間,如沒有防護措施,大氣就會侵入鍋內。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,在以后的運行過程中,會加速腐蝕;在停用期間的整個系統(tǒng)內。特別是易積水放不掉的部位,若表面還有殘留物和水渣時,腐蝕比正常運行中會更嚴重。

  四、鍋爐及采暖系統(tǒng)的防護措施

  根據(jù)以上分析,防止氧腐蝕不僅要在運行其間進行。更應在停用期間采取措施,才能有效減緩和防止氧腐蝕,延長設備使用壽命。為此,提出以下防護措施:

  1、加裝除氧裝置

  根據(jù)GB1576—2000《低壓鍋爐水質》標準要求。熱水鍋爐≥6t/h需要加裝除氧器。但目前有些鍋爐并沒有裝除氧器,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行工況需要解決一系列的問題。

  2、采用化學除氧方法對于低壓鍋爐可采用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。反應如下:

  2NaSO3+O2 → 2NaSO4

  3、調整循環(huán)水的PH值

  我們知道,隨著水中PH的增大,氧腐蝕明顯減少。試驗表明把水的PH值從8提高到10時,減少鋼鐵腐蝕有明顯效果,PH值控制在10~11最好。通常對低壓熱水鍋爐及其采暖系統(tǒng)可往鍋爐內加堿性藥劑來調節(jié),常用的堿性藥劑有:NaCO3、NaOH、氨水等,若PH過高,可通過增加排污,也可往鍋爐內加酸式磷酸鹽來調節(jié)。

  4、降低系統(tǒng)損耗,從而降低系統(tǒng)補水量

  首先做好節(jié)能的宣傳工作,使大家認識到節(jié)能的重要性;二是及時杜絕“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象;提高供熱質量及系統(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上有多種防腐阻垢劑,合理選用,合理使用以達到防腐的目的。

  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個月左右。停用期較長。適當選用一些合理的保養(yǎng)(干法和濕法)方法。通過我們的實踐,發(fā)現(xiàn)采用預熱烘干+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+干燥劑法有機結合,保養(yǎng)效果更好。

------陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院 王軍良

發(fā)布:2007-05-05 10:24    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
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