一、锅炉水腐蚀发生的原因和类型:
1. 氧腐蚀
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原因: 水中的溶解氧是导致电化学腐蚀最主要的因素。
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发生部位: 主要发生在给水管路、省煤器、锅炉的进水区域以及冷凝水系统(当有空气漏入时)。
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现象: 形成局部的点蚀或溃疡状坑洞,穿透性极强,危害巨大。
2. 二氧化碳腐蚀(酸性腐蚀)
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原因: 水中的碳酸盐在高温下分解,或冷凝水中溶解了空气中的CO₂,形成碳酸,使水的pH值降低,产生酸性腐蚀。
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发生部位: 主要发生在冷凝水回水管路中,尤其是当冷凝水未回收或处理不当时。
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现象: 对整个金属内壁造成均匀的、沟槽状的减薄。
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3. 碱腐蚀(苛性脆化)
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原因: 局部区域炉水中的氢氧化钠(NaOH)浓度过高(例如在缝隙或水垢下),在高应力作用下,对金属产生晶间腐蚀。
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发生部位: 锅炉的铆接、胀接、焊缝等存在高应力和缝隙的部位。
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现象: 导致金属产生脆性裂纹,极具破坏性。
4. 溶解盐类和杂质引起的腐蚀
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原因: 水中的氯离子(Cl⁻)、硫酸根离子(SO₄²⁻)等会破坏金属表面的保护膜,加剧局部腐蚀。镁盐、钙盐等受热后会形成水垢。
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水垢的危害:
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间接腐蚀: 水垢导热性极差,导致金属壁温急剧升高,引起“垢下腐蚀”(一种更剧烈的氧腐蚀和碱腐蚀)。
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效率降低: 增加燃料消耗,降低产汽量。
5. 电化学腐蚀(微观电池)
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原因: 金属本身化学成分不均、内应力不均或表面有杂质,在水(电解质)中形成微小的阳极和阴极,产生电流,导致阳极金属溶解。
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这是所有水中腐蚀发生的根本电化学原理。
二、如何防止和减缓腐蚀?
为了防止腐蚀,必须对锅炉给水和炉水进行严格的处理和控制:
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物理除氧: 使用热力除氧器,将水加热至沸腾,驱赶出水中的溶解氧。
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化学除氧: 向水中添加除氧剂(如亚硫酸钠、联氨或更环保的有机除氧剂),与残余的氧发生化学反应。
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水质调节:
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控制pH值: 向给水和炉水中添加碱性物质(如磷酸三钠、氢氧化钠),将炉水的pH值维持在规定的碱性范围(通常10-12),以抑制酸性腐蚀和钝化金属表面。
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阻垢剂和分散剂: 添加化学药剂,防止钙、镁等硬度盐形成水垢,并使其以流动的泥渣形式排出。
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冷凝水处理: 对回收的冷凝水进行监测和pH调节(如加注挥发性胺,如吗啉、环己胺),以中和其中的碳酸,防止CO₂腐蚀。
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严格控制给水品质: 采用预处理(如软化、反渗透、离子交换)去除原水中的钙、镁离子(硬度)、氯离子、二氧化硅等有害杂质。
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定期排污: 定期从锅炉底部排出含高浓度杂质的炉水,以防止杂质积累。
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停炉保护: 在设备长期停用时,必须采用干法或湿法保养,隔绝空气和水分。
来源 公众号“化工设备与机械”
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