熱水鍋爐氧腐蝕的因素及對(duì)策

韓艷玲

【摘要】金屬腐蝕分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，鍋爐水中的腐蝕產(chǎn)物被鍋水?dāng)y帶到受熱面上，與其他雜質(zhì)易結(jié)成導(dǎo)熱性極差的氧化鐵垢，還會(huì)引起垢下腐蝕。金屬腐蝕始終是影響鍋爐安全運(yùn)行的一大問(wèn)題，也是降低鍋爐使用壽命的關(guān)鍵因素之一。隨著氧化鐵垢的增多，也會(huì)使鍋爐發(fā)生其他損壞。以下針對(duì)熱水鍋爐氧腐蝕的因素及對(duì)策進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】熱水鍋爐；氧腐蝕；因素；對(duì)策

熱水鍋爐供熱系統(tǒng)由于鍋爐水循環(huán)量很大，帶入鍋爐的溶解氧的含量很大。由于大量溶解氧的存在，金屬鐵會(huì)在鍋水中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，最終形成Fe3O4。金屬腐蝕始終是影響鍋爐安全運(yùn)行的一大問(wèn)題，也是降低鍋爐使用壽命的關(guān)鍵因素之一。為此，深入分析影響金屬腐蝕的因素，提高防范措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

金屬腐蝕分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，就鍋爐受壓元件而言水側(cè)的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，煙側(cè)則以化學(xué)腐蝕為主。鍋爐水中的腐蝕產(chǎn)物被鍋水?dāng)y帶到受熱面上，與其他雜質(zhì)易結(jié)成導(dǎo)熱性極差的氧化鐵垢，還會(huì)引起垢下腐蝕。隨著氧化鐵垢的增多，也會(huì)使鍋爐發(fā)生其他損壞。

一、影響鍋爐氧腐蝕的因素

1、溶解氧

我們生活的空間空氣中富含氧氣，因此大自然中的水也難免含有一定量的氧，鋼鐵和水中的氧接觸就會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。由于水中的溶解氧是一種陰極去極化劑，在一般情況下，溶解氧量越多的水質(zhì)腐蝕鋼鐵的能力越強(qiáng)。氧氣在水中的溶解度與水溫和水面上氧氣的分壓有關(guān)。水溫高，溶解度小；水面上氣體中含氧低，溶解度也小。

但是在某些特定條件下，鋼材受溶解氧腐蝕后會(huì)在其表面產(chǎn)生保護(hù)膜，反而減緩了腐蝕速度，這時(shí)水中溶解氧量越大則越易產(chǎn)生保護(hù)膜。

2、PH值

水中的PH值代表水呈酸性或堿性的強(qiáng)度，它對(duì)金屬腐蝕速度影響很大。PH值越低，鍋爐金屬腐蝕越嚴(yán)重，當(dāng)PH值小于6時(shí)，腐蝕速度隨PH值降低迅速增加，PH值在8-10之間時(shí)，腐蝕速度取決于鍋水中溶解氧含量高低。PH值在10-12之間時(shí)，腐蝕速度隨PH值的增加而降 低，當(dāng)PH值接近12時(shí)，腐蝕速度最小。如果控制鍋水PH值在10-12范圍內(nèi)，就可以在鍋爐金屬表面形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，造成陽(yáng)極鈍化，從而大大降低了鍋爐金屬的腐蝕速度。

3、水溫

水溫對(duì)溶解氧引起的鋼鐵腐蝕過(guò)程影響很大。在鍋爐系統(tǒng)中，水的溫度越高，金屬腐蝕的愈快。這是因?yàn)殡S著水的溫度不斷升高，水中所含的各種物質(zhì)在水溶液中的擴(kuò)散速度加快，電解質(zhì)水溶液的電阻降低，這些都會(huì)加速腐蝕電池陰陽(yáng)兩極的電極過(guò)程。在相同PH值的條件下，溫度高的比溫度低的腐蝕速度快。但如果鋼鐵的腐蝕過(guò)程是在敞口系統(tǒng)中發(fā)生的，那么溫度升高到一定值時(shí)，腐蝕速度會(huì)下降。這是由于溫度升高，氧氣在水中的溶解度減小。當(dāng)溫度 達(dá)到水的沸點(diǎn)時(shí)，由于氣體在水中的溶解度降為零，就不再有溶解氣體的腐蝕。

鍋爐屬半密封系統(tǒng)，對(duì)于高壓以上（P>7.8MPa）鍋爐接近于密封系統(tǒng)，而低壓鍋爐工作壓力越低越接近于敞口系統(tǒng)。試驗(yàn)表明水溫在60℃-70℃時(shí)，鋼材的均勻腐蝕最嚴(yán)重；局部腐蝕速度隨水溫提高而迅速提高，當(dāng)水溫在90℃-100℃之間時(shí)，腐蝕速度最大。這就是出口水溫為95℃的采暖熱水鍋爐氧腐蝕問(wèn)題突出的實(shí)質(zhì)原因。

4、水的流速

在低流速情況下，水的流速越大，各種物質(zhì)擴(kuò)散速度也越快，使腐蝕速度加快，但當(dāng)水的流速達(dá)到一定值時(shí)，由水?dāng)y帶的溶解氧對(duì)氧腐蝕反應(yīng)而言達(dá)到了過(guò)量狀態(tài)，過(guò)量的氧會(huì)使金屬表面形成保護(hù)膜，所以此時(shí)流速增大卻使氧腐蝕速度減慢。當(dāng)流速繼續(xù)增大到很高值時(shí)，因水流的沖刷力量大使保護(hù)膜遭到破壞，腐蝕速度又會(huì)急驟上升，這稱為沖擊腐蝕。

5、水的含鹽量

水的含鹽量及鹽類的成分對(duì)氧腐蝕的速度也有影響，一般情況下，水中含鹽量越高，腐蝕速度就越快。因?yàn)辂}量越高，水的電阻就越小，使腐蝕電池的電流越大。但如水中含有PO43-和CO32-時(shí)，就能在陽(yáng)極部分金屬上產(chǎn)生難溶的，較致密的Fe2（CO3）3和FePO4薄膜，能使氧腐蝕起抑制作用。又如，水中C1-等活性離子的存在對(duì)氧腐蝕也起加快作用。

因?yàn)镃1-易被金屬表面的氧化物吸附，使膜中的氧離子被C1-所替代，而形成可溶的氧化物，破壞了金屬表面的保護(hù)膜。

二、預(yù)防氧腐的對(duì)策

我們分析鍋爐金屬的氧腐蝕對(duì)水質(zhì)情況的要求，為保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少和防止鍋爐金屬的氧腐蝕性，結(jié)合我市當(dāng)?shù)劐仩t給水的實(shí)際水質(zhì)情況，采取以下解決對(duì)策：

1、氧氣對(duì)鍋爐的危害最大，給水除氧防止鍋爐金屬腐蝕的根本措施之一，是保證鍋爐熱力系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要手段。根據(jù)我市給水的水質(zhì)情況，可采用水的化學(xué)除氧和配置除氧器等。

2、控制鍋水的PH值，低壓鍋爐鍋水PH應(yīng)在10-12之間堿性水，鍋爐金屬的腐蝕速度會(huì)大大下降。分別加入Na2CO3和NaOH劑的效果相當(dāng)，但加入PH值調(diào)節(jié)劑會(huì)使鍋爐金屬的腐蝕速度下降很多。對(duì)熱水鍋爐及其系統(tǒng)，在沒(méi)有除氧措施時(shí)，如果能合理地選用藥劑，使鍋爐PH值保持在10-12之間，并能維持一定的鍋水堿度，加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)測(cè)，并能科學(xué)排污，同樣能達(dá)到防止鍋爐氧腐蝕的目的。

3、如果不影響鍋爐使用效果，應(yīng)注意盡量避免熱水鍋爐出水在90-100℃之間。

我們分析了鍋爐水質(zhì)情況對(duì)氧腐蝕的影響后，我們?cè)阱仩t實(shí)際運(yùn)行中結(jié)合鍋爐給水的水質(zhì)情況，采用的鍋爐水處理辦法的不同，來(lái)調(diào)整鍋爐內(nèi)的水的指標(biāo)，并根據(jù)《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)各類型鍋爐水質(zhì)指標(biāo)的具體要求，經(jīng)水質(zhì)化驗(yàn)人員的水質(zhì)監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況來(lái)改善鍋爐的氧腐蝕狀況，鍋爐監(jiān)察人員、檢驗(yàn)人員等也可視實(shí)際情況具體分析鍋爐氧腐蝕產(chǎn)生的原因和綜合分析事故，確定出結(jié)合本地實(shí)際情況的防鍋爐金屬腐蝕的具體對(duì)策，對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保障一方人民生活平安快樂(lè)有重要意義。