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1、第4卷(6)热能动力工程1989年11月浅论垢下碱性腐蚀娇良田(齐齐哈尔劳动局锅炉检验所)〔提要〕本,文从金属保护膜的破坏和金属本身的腐蚀两个过程较详细地论述了垢下碱性腐;;蚀的机理描述了垢下碱性腐蚀的特征及其腐蚀产物的试验结果分析了垢下碱性腐蚀的形成因。素;阐述了防止的方法及发生该腐蚀后应采取的措施主题词锅炉垢下腐蚀碱性腐蚀,。、,。垢下腐蚀虽不象氧腐蚀那么常见但危害较大轻者补焊爆管重者使锅炉报废,,垢下腐蚀也叫沉积物下腐蚀即锅炉内表面附着有水垢或泥渣时在其下面会发生严重。。,,。的腐蚀这是蒸汽锅炉常见的一种腐蚀近
2、年来发现几例损失较大十一。垢下腐蚀按垢下积累的H或OH的浓度大小可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀本文仅探讨一。下碱性腐蚀一、腐蚀机理,e33“一、钢材在锅水中如果与氧作用生成四氧化三铁(Fo口或与碳酸根(C0)磷酸43一ee4,。根(P0)生成碳酸铁(FCoa)和磷酸铁(FPO)薄膜覆盖在钢材表面由于本身,,,致密与钢材表面结合得比较牢固周围炉水(腐蚀介质)与钢材很难接触腐蚀就被抑制,。,。了所以称这种薄膜为保护膜〔1〕任何腐蚀下面分析一下促使垢下首先是保护膜的破坏。碱性腐蚀中保护膜破坏的因素1.保护膜的破坏Fe:04PH,
3、正PH9,促使膜破坏的主要因素之一是锅水的值常的锅水值多保持在一1之间e:`,,,,F0膜稳定不会脱落因而锅炉金属腐蚀轻微几乎可以认为不受腐蚀如图1所。’示〔幻5025p;I值咖:肠.旧口一尸产入{尸、翻划禽娜要!祥PPM图1310℃下铁在水溶液中腐性速度与PH值的关系曲线:1989一一收稿日期06oe·.26热能动力工程1989年,;当锅内的金属表面上有沉积物时情况就会发生变化有沉积物后金属管壁的温度将升,,高渗透到沉积物下的锅水会发生强烈蒸发和浓缩结果是沉积物下的锅水中的各种杂质浓。J变都很高a,,,当锅水中存在
4、有游离NoH时沉积物下的锅水蒸浓后会使其PH值升得很高在高PHl,金属表面上的eoO`,:位(lP值>3])下F膜会溶于锅水而遭到破坏其反应为川FesO`+峨aoH=z02+ZFeo:+Z:ONaNeFaNHae:a:。反应产物铁酸钠NFo和亚铁酸钠NePO在高PH值下是可溶的.2金属的腐蚀,金属就,保护膜被溶解以后被裸露在沉淀物下高浓度的锅水中会有下面反应生成(即:氢去极化和铁的溶解)OH一,:l()阳极位于沉积物下高浓度处其反应是Fe一Ze)FeZ+e即OH一:铁失去电子与高浓度的生成如下反应Fe十20H--一)
5、(:eFOH)2,,eF(o)H是不稳定的容易进一步和水中某些物质发生反应称之为腐蚀的二次过,。:程生成的产物称为二次产物即e::2:4F(OH)+ZH0+0)凌Fe(OH)杏一Fe:+ZFe3es)Feoo`+4H二(oH)(OH)se杏o。,平常看到的腐蚀产物大都是这些物质不同比例的二价和三价铁的氢氢化物相混合其,,。,颜色有绿色和灰色若全为三价铁则变成红褐色氢氧化铁沉淀一般的当锅炉发生碱性一,,垢下腐蚀时因停炉时间较长腐蚀产物中的白色氢氧化亚铁与空气接触氧化生成红褐色的,即:氢氧化铁e:+O:+2}I:=34F
6、(OH)04Fe(011)杏。四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,:(2)阴极是未有沉积物附盖的金属表面其反应是十~:ZH+ZSse)H个,可,,所以生成的氛气没有任何东西阻拦以很快进入汽水混合物中从而被带走所以阴极没,。有任何微观和宏观变化检验时也无法确定其位置连接阴阳两极的导体则是锅炉本体金属。二、腐蚀的特点,:根据我们的检验实践发现垢下碱性腐蚀具有如下特点(如图2),。这种腐蚀会在金属表面产生凹凸不平的腐蚀坑坑上有酥松的腐蚀产物有时还发现碱,,,。性腐蚀的儿个坑陷连成一片但腐蚀范围有大有小腐蚀深度不一严重时可烂穿另
7、外在。锅内水循环较弱或死角处有大量的黑褐色的具有磁性物质为主的沉积物存在经过化学分析,红褐色的是氛氧化铁。白色腐蚀产物是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反。应生成的碳酸钠灰色的腐蚀产物是不稳定的氢氧化亚铁向氢氧化铁的过渡阶段时的氛氧化,。3;。铁和氢氧化亚铁的混合物这一层极薄死角处的磁性氧化物系eFo..第6期2)(4忿场论垢下碱性腐蚀27经分,、析腐蚀处的金相组织化学成灰色自色妇仍介价、机械性能没有任何变化。对未有水垢沉积`}勿攫盖的本体处经三处取样分析,金相组织、化学成份、机械性能都没有任何变。化本{卞三、垢下碱性腐蚀
8、形成的因素图2碱性腐性的特征示意图.。。,1较高的热负荷这种腐蚀的部位一般是向火侧此处热负荷较高能够燕发和浓缩。。锅水检验中尚未发现背火侧有碱性腐蚀.。。-2水垢沉积没有沉积垢的金属即使是向火侧也未发现这种腐蚀沉积物是划分oI`,。浓度的屏障是构成局部高PH值的必要条件,,。3)金属构成导体回路使氢气可以形成使铁失去电子而腐蚀四、垢下碱性腐蚀的
