停爐時期的腐蝕原因與防護措施

趙園婷 張海楠 魏榮榮

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450016）

停爐時期的腐蝕原因與防護措施

趙園婷 張海楠 魏榮榮

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450016）

作為鍋爐使用者，對于停爐保養(yǎng)一定要引起足夠重視，減緩腐蝕的發(fā)生，延長鍋爐使用壽命。本文首先簡單分析工業(yè)鍋爐停期間存在的問題，并說明存在問題的原因，最后提出干法保養(yǎng)、濕法保養(yǎng)、氣相緩蝕劑法等保養(yǎng)針對性地提出了常用的停爐保養(yǎng)措施。

工業(yè)鍋爐；停爐保養(yǎng)；腐蝕與防護

在工業(yè)鍋爐檢驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)大量鍋爐在一年中停用的時間比其工作時間還要長，但鍋爐在停用時期的防腐和保養(yǎng)并沒有引起企業(yè)足夠的重視。一臺鍋爐的停爐保養(yǎng)，直接關(guān)系其使用壽命。本文擬從工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗中的常見問題淺析工業(yè)鍋爐在停爐時期的腐蝕與防護措施，以期對鍋爐的使用者和研究者有所幫助。

1 鍋爐停爐期間存在的問題

檢驗過程中，時常見到一些小作坊、小企業(yè)在鍋爐使用過程中操作不規(guī)范，停爐保養(yǎng)工作不到位。某立式水管固定爐排鍋爐LSG0.2-0.4-AII，投入使用日期為2011年9月12日，該鍋爐房處半露天狀態(tài)，三面環(huán)墻，一面無遮擋，頂部覆蓋彩鋼瓦，但局部破損。停爐后未作任何處理，直到檢驗時才臨時放水。檢驗中發(fā)現(xiàn)以下問題：①鍋爐外保溫層破損，局部腐蝕0.5mm；②鍋爐水側(cè)結(jié)水垢厚3～5mm，覆蓋面積約80%，下腳圈內(nèi)大量垢渣堆積［1］。

2 停爐時期的腐蝕原因

當(dāng)鍋爐停止運行后，有的內(nèi)部仍充滿水，有的盡管放掉了使水，但如果沒有徹底干燥，在鍋爐的各種連接處、邊邊角角的地方仍存有積水，這些水分蒸發(fā)，會在金屬表面形成一層水膜。再加上停爐后，爐內(nèi)部溫度和壓力逐漸降低，外界空氣極容易從鍋爐各種不嚴(yán)密的空隙中涌入爐體內(nèi)部。空氣中的氧或者溶解于爐水中，或者溶解于水膜中，極易發(fā)生溶氧腐蝕，電化學(xué)方程式如下：

負極：2Fe-4e-=2Fe2+

正極：2H2O+O2+4e-=4OH-

總反映式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

但2Fe(OH)2極不穩(wěn)定，極易被氧化成Fe3O4和Fe(OH)3，這兩種腐蝕產(chǎn)物質(zhì)地疏松，無法在金屬表面形成致密的保護膜，由于其阻止了氧的擴散，在金屬表面形成氧濃度差，進一步加劇了腐蝕的程度［2］。

3 常用的停爐保養(yǎng)方法

由停爐時的腐蝕原因可知，鍋爐的腐蝕離不開氧和水，因此要做好停爐保養(yǎng)，需要從阻止氧氣進入和保持干燥上下功夫。

3.1 干法保養(yǎng)

干法保養(yǎng)主要是通過放置干燥劑或充入特定氣體等使鍋爐水側(cè)金屬保持干燥或防止空氣進入的保養(yǎng)方法，適用于長期停爐保養(yǎng)。常用的方法有干燥劑法和充氣法。

3.1.1 干燥劑法。鍋爐停用后，待爐溫自然冷卻至100℃時開始排水，利用鍋爐的余溫進行烘干。打開各檢查孔和閥門，清除爐內(nèi)水垢、爐灰等。用敞口容器裝上干燥劑，沿鍋筒長度方向排列放置。根據(jù)鍋爐容積來確定干燥劑的用量。就生石灰來說，一般1m3鍋爐的用量為3～5kg。待干燥劑放置完畢關(guān)閉所有閥門，防止外界潮濕空氣進入。之后要定期對鍋爐進行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)干燥劑出現(xiàn)固結(jié)、變質(zhì)等情況應(yīng)立即更換，通常15d到一個月更換一次。

3.1.2 充氣法。待鍋爐排干水后，將氮氣或氨氣充入鍋爐內(nèi)，以置換爐內(nèi)的氧氣和水蒸氣，密封并保持爐內(nèi)氣壓在0.05～0.1MPa，可防止外界空氣進入鍋內(nèi)，從而達到防腐目的。此法簡單、可靠，對各種結(jié)構(gòu)鍋爐普遍適用［3］。

3.2 濕法保養(yǎng)

濕法保養(yǎng)，顧名思義通過將具有保護性的水溶液注入鍋內(nèi)，一方面可以隔絕空氣，另一方面水溶液在金屬表面形成一層堿性保護膜，保護金屬免受腐蝕。

3.2.1 保持蒸汽壓力法。當(dāng)鍋爐需要短期臨時停用時可采用保持蒸汽壓力法，通過間斷升火的辦法維持鍋爐蒸汽壓力在0.5MPa以上，一旦壓力低于0.5MPa立即點火升壓，以防止空氣侵入鍋爐的水、汽系統(tǒng)。

3.2.2 保持給水壓力法。通過給水泵使鍋爐內(nèi)充滿除氧合格的給水，保持爐水壓力在1.0MPa，關(guān)閉全部閥門。定期檢查水壓和水中的溶解氧，使其保持在允許范圍內(nèi)。

3.2.3 聯(lián)氨法。通常將聯(lián)氨N2H4和氨NH3的混合液注入鍋爐內(nèi)，一方面利用聯(lián)氨的強還原性除掉水中的溶解氧，其反應(yīng)如下：N2H4+O2→N2+2H2O。另一方面，氨的加入使?fàn)t水呈堿性，維持pH值在10以上。然后關(guān)閉所有閥門，做好密封工作。重新啟用鍋爐時，考慮到聯(lián)氨有毒性，應(yīng)稀釋后再排放。

3.2.4 堿液法。將一定濃度的堿性溶液充滿鍋爐，保持鍋水pH值在10以上，使金屬表面形成一層鈍化膜以達到減緩腐蝕的作用。常用堿性溶液為氫氧化鈉（NaOH）、磷酸三鈉（Na3PO4）或兩者混合物。此法適用于較長時間停用的中、低壓小容量鍋爐。

3.2.5 磷酸鹽和亞硝酸鹽混合液保養(yǎng)法。將亞硝酸鈉（NaNO2）和磷酸三鈉（Na3PO4）以1∶1混合注入鍋爐，可在金屬表面形成一層保護膜，防止金屬免受腐蝕。此法適用于中、低壓鍋爐的保養(yǎng)。

3.3 氣相緩蝕劑法

氣相緩蝕劑多為粉末狀，具有良好的揮發(fā)性、吸濕性、吸附性和穩(wěn)定性。將氣相緩蝕劑粉末或水溶液噴灑到鍋爐內(nèi)，緩蝕劑或其有效成分會揮發(fā)并溶解于金屬表面的電解質(zhì)薄層中，起到隔絕腐蝕介質(zhì)的作用。常用的氣相緩蝕劑有碳酸銨、烏洛托品、亞硝酸二環(huán)己胺和碳酸環(huán)己胺等［4］。

鍋爐的停爐保養(yǎng)方法不限于以上幾種，關(guān)鍵是根據(jù)鍋爐型號、停爐時間以及所處外界環(huán)境來選擇經(jīng)濟適用的保養(yǎng)方法。同時，作為鍋爐使用者，對于停爐保養(yǎng)一定要引起足夠重視，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行日常管理，減緩腐蝕的發(fā)生，延長鍋爐使用壽命。

［1］ 劉忠厚.工業(yè)鍋爐停爐保護［J］.工業(yè)鍋爐，2003（1）：43-46.

［2］ 魏寶慶.鍋爐停用腐蝕分析及停用保養(yǎng)［J］.科技資訊，2011（24）：102-103.

［3］ 夏長友.工業(yè)鍋爐停運期間的腐蝕問題［J］.腐蝕與防護，1999（3）：138-139.

［4］ 崔莉.工業(yè)鍋爐停用腐蝕與防護方法［J］.科技資訊，2008（14）：29.

Corrosion Causes and Protective Measures in the Period of Furnace Shutdown

Zhao YuantingZhang Hainan Wei Rongrong
（The Boiler&Pressure Vessel Safety Inspection Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450016）

As a boiler user,attention should be paid to the shutdown maintenance to mitigate the occur?rence of corrosion and prolong the service life of the boiler.This paper briefly analyzed the problems exist?ing in the industrial boiler shutdown period,and explained the causes of the problems,and finally put for?ward the common maintenance measures,such as dry maintenance,wet maintenance,gas phase corrosion in?hibitor method.This paper firstly analyzed of industrial boiler shutdown period,and explained the reasons of the problems,and finally put forward the dry wet maintenance,maintenance,gas phase inhibitor mainte?nance method proposed shutdown maintenance measures commonly used.

industrial boiler；stop furnace maintenance；corrosion and protection

TK228

A

1003-5168（2017）11-0076-02

2017-10-03

趙園婷（1988-），女，碩士，助理工程師，研究方向：金屬腐蝕與防護。