6锅炉水汽系统的腐蚀与防护.ppt

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1、1锅炉水冷壁的腐蚀与防护马双忱2凝汽式发电厂水汽系统流程3水冷壁的作用是：吸收炉膛高温辐射热量，使管内的水汽化；降低炉膛内壁温度，保护炉墙，防止结焦。水冷壁的布置：水冷壁布置在炉膛四周，犹如钢管组成的笼子，包围着火焰，把火焰与炉墙隔开。4炉内腐蚀的形式氧腐蚀锅炉介质浓缩腐蚀水蒸气腐蚀应力腐蚀氧腐蚀在正常运行情况下，不会有大气侵入锅内，而且即使给水中带有微量的氧，也往往在省煤器中就消耗完了，所以锅内不会发生氧腐蚀。但当发生下列情况时，就有可能发生氧腐蚀。除氧器运行不正常；锅炉在基建和停用期间无防护；5沉积物下

2、腐蚀当锅内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀，这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀。如果沉积物下腐蚀速度达到1.5～5mm/s时，一般锅炉运行5000～30000h就会出现腐蚀穿孔，甚至爆管等67部位：只发生在水冷壁，是高温高压条件下发生的特有的腐蚀形式。水冷壁管有介质局部浓缩的部位，如附着物下面、缝隙内部、有汽水分层的部位。一般是热负荷较高的向火侧，而背火侧、过热器、再热器不发生介质浓缩腐蚀。锅炉发生介质浓缩腐蚀时，被腐蚀部位的金属表面有腐蚀产物附着，有的疏松多孔，有的致密

3、坚硬，其主要成份是Fe3O4，其中还夹杂炉水。在锅炉的介质浓缩腐蚀中，以碱腐蚀较常见。在腐蚀穿孔以前，外观无任何变化，用一般检查手段（如水压试验等）无法知道蚀坑的情况。蚀坑的穿孔几乎都是在锅炉运行中发生而引起故障。这是很危险的一种腐蚀形式。酸腐蚀会造成大面积损坏。8在水侧沉积物中蒸汽的蒸浓效应腐蚀原理在正常高温运行条件下，炉内金属表面上常覆盖着一层Fe3O4膜，这是金属表面在高温锅炉水中形成的，这样形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保护性能，锅炉可以不遭受腐蚀。但是如果此Fe3O4膜遭到了破坏，那么金属

4、表面就会暴露在高温的炉水中，非常容易受到腐蚀。促使Fe3O4膜破坏的一个最重要的因素，是锅炉水的pH值不合适。910保护膜的形成锅炉正常运行时（300℃），钢铁表面与炉水反应生成Fe3O4保护膜：3Fe+4H2O→Fe3O4+8H2锅炉运行时，要求炉水pH＝9~11（严格说pH＝9~10），若pH偏离正常范围，将破坏Fe3O4保护膜。其过程为：炉水局部浓缩产生浓碱或浓酸；Fe3O4保护膜被碱或酸破坏；炉管表面金属被碱或酸腐蚀。图示：腐蚀速度和溶液的pH值的关系11钢在水溶液中的腐蚀速度与pH值的关系12低碳

5、钢13管壁金属的腐蚀过程酸性腐蚀：炉水局部pH低时，pH<8。Fe3O4＋8H＋→Fe2++2Fe3++4H2O（或Fe3O4+8HCl→FeCl2+FeCl3+4H2O）使金属保护膜溶解。继而发生酸腐蚀电化学反应：Fe→Fe2++2e2H++2e→H2腐蚀过程图示14Fe2++2OH-Fe+2e-Fe(OH)2H2OOH-+H+2H+H22e+Withdissolvedoxygen:4e-+O2+2H2O®4OH-OH-2e-Anodicreaction阳极反应Cathodicreaction阴极反应15

6、酸腐蚀的范围比碱腐蚀的范围大，尤其是大容量锅炉，酸腐蚀的危害更大。酸腐蚀特征在水冷壁管的向火侧产生强烈腐蚀，其形貌呈沟槽状或条状，管壁无腐蚀产物，管壁减薄。酸腐蚀引起金属脱碳，金属材料的强度、韧性等机械性能降低，呈脆性爆破。引起损坏的范围较大，往往超过水冷壁管总数的30％。发生酸腐蚀的原因一般情况下常采用往炉水中加Na3PO4的方式，使炉水pH＝9~10。但由于某种原因，比如凝汽器泄露，可能使全炉的炉水pH<7，或局部炉水pH<7，造成炉管酸性腐蚀。16Ironcorrosionproductrelease

7、fromcarbonsteelinboilerfeedwater.17AveragecopperreleaseasafunctionofpHshowsoptimumpHinrangeof8.8to9.2fordifferentcopper-basedalloys(CourtesyofEPRI)ThebestpHforprotectionofcopperalloysissomewhatlowerthantheoptimumlevelforcarbonsteel.Forsystemsthatcontainbot

8、hmetals,thecondensateandfeedwaterpHisoftenmaintainedbetween8.8and9.2forcorrosionprotectionofbothmetals.TheoptimumpHvariesfromsystemtosystemanddependsonmanyfactors,includingthealloyused.ToelevatepH,neutralizin