关键词:热水锅炉 腐蚀 防治
一、锅炉内腐蚀的机理
热水锅炉循环水量大,带入锅内的溶解氧也多,金属铁会在锅水中发生电化学腐蚀,产物被带到受热面上,容易与其他杂质形成导热性能极差的氧化铁垢,随着氧化铁垢的增多,锅炉发生氧腐蚀时,其表面形成许多黄褐色小鼓包,其直径约1～20mm不等。鼓包内为黑色粉末状FeO,清除后会出现因腐蚀而造成的凹坑,年腐蚀率达0.15～15mm,甚至更高。锅内腐蚀主要有汽水腐蚀、气体腐蚀、垢下腐蚀、碱性腐蚀、苛性脆化、腐蚀疲劳、冲击腐蚀和空穴腐蚀等。
二、影响因素
溶解氧的浓度。金属铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀电池,铁的电极电位总是比氧的电极电位低,在铁氧腐蚀电池中,铁是阳极,遭到腐蚀,氧作为去极化剂发生还原反应。在这种水系中有O2和CO2共存,CO2还可起触媒作用,能使炉水中的氢氧化亚铁Fe2变为不溶于水的氢氧化铁Fe 3沉淀。游离出来的CO2再与Fe2起作用,使反应为循环过程,直至O2耗尽。当水中存在在O2时,只要有少量CO2即可使腐蚀过程加剧。热水锅炉锅水中只要有溶解氧存在,就会造成金属氧化腐蚀,且锅水溶解氧越多,腐蚀越严重。
PH值。给出了有四条含氧量变化时腐蚀速度与PH值关系曲线 。曲线表明,当溶液浓度的PH值在一范围内,铁的腐蚀速度随着含氧量的增加而增加:当PH值为12时,铁的腐蚀速度受浓度的影响不大,几乎是零。分析表明,pH值小于6时,腐蚀速度随PH降低迅速增加;PH在6～10之间,含氧量的高低决定腐蚀速度的高低;PH值在10～12之间时,腐蚀速度随PH值的增加而降低;PH值为12小时,腐蚀速度几乎很小。锅炉正常运行时,控制锅水PH值有10～12范围内,可以使金属表面形成一层稳定的保护膜,造成阳极钝化,从而大大降低锅炉的腐蚀速度。
温度。试验表明水温在60℃-70℃时,钢材均匀腐蚀严重;局部腐蚀速度随水温提高而迅速提高,当水温在90℃-100℃之间时,腐蚀速度最大。因此热水锅炉出水温度不宜超过90℃。
炉水流速。当流速过高时水中各种物质扩散快,会加速腐蚀;炉水流速过低时水中气体析出,附着在金属壁上,加速金属氧腐蚀,另流速过低,还会造成水中各种杂质在锅炉内发生沉积,炉水含盐量高,加速腐蚀,只有炉水流速达到一定值时,才能使附在金属壁上的气泡形成膜状,降低腐蚀速度。因此严格控制水流速度不超过1m/s。
二、锅炉内部腐蚀的防治
控制好锅炉水硬度。N1-2队锅炉炉为1.44.2MN,没有除氧设备,所以必须加强水质管理,控制好锅炉水的硬度。采用LY-ZTYG型全自动软化水装置,本设备采用不锈钢材料,提高了防腐等级,避免了树脂污染,降低了盐耗。当清水从上而下进入树脂罐中,树脂过滤掉水中的钙、镁离子,变成硬度低的软化水,确保锅炉给水符合标准要求。每2小时化验一次,硬度0.08mmol/l、PH值为10,水质控制在指标范围内,水质合格。
控制好锅炉水的PH值用。锅水的PH值在10～12范围内,从而在金属表面形成一层保护膜,可以避免或减少氧腐蚀的发生。当PH值<10时,可以采用向锅内投加一定量的碱性药剂的方法以提高锅水的PH值。N1-2队锅炉房采用无动力加碱装置,加碱装置上面加入碱水,2个出水管一端与循环水泵的进口管理线相连,一端与锅炉进水管线相连,在循环水泵的抽吸作用下自动进入锅炉水系统中,2007年到2008年一个采暖期用碱400kg。
其计算方法如下:NaOH的加入量G=.40 。式中:H=非碳酸盐硬度;JD炉—炉水的碱度;P—锅炉排污率;理论上G=*40=429.2 kg。
控制补给水量。由于大量补水不仅带进锅内大量的溶解氧,而且使水处理交换器中未经冲洗的不合格的含氯根很高的水补进系统中,当锅水中有溶解氧存在时,氯化物的存在将大大增加铁的腐蚀速度,这时由于氯离子极易被金属表面的氧化膜吸附,并取代了氧化膜中的氧离子而形成可溶性的氯化物,破坏氧化膜使金属表面继续被腐蚀下去。
在热水系统中合理布置排气装置。在热水系统中合理布置排气装置,有利于排出系统内的空气和由于加热从水中析出的气体,从而减少氧腐蚀的发生。我处热水采暖系统供水管线的末端应选择性能好的集气罐、自动放气阀,及时排出气体,达到除氧目的。
加强对停用锅炉的维修防腐工作。对于短期停用的锅炉可采用内部烘干法进行防腐。对于夏季停用的锅炉宜,如果各部分水能够排净,而且锅炉的各孔门密封程度较好的中、低压小型锅炉,宜采用加入干燥剂法。常用生石灰块作干燥剂的,用量是每立方公尺锅炉容积为2公斤,最初可3-5天检查一次,以后视干燥剂吸潮情况可延长10-15,甚至一个天检查一次,检查中如果发现生石灰变成细粒状态时,即应更换。
三、结束语
加强日常管理,做好维修保养工作,减缓腐蚀发生,实现经济运行,保障安全生产。加强水质管理,防止腐蚀、结垢及积渣,确保给水、锅水的溶解氧的含量符合标准要求,加强使用管理,全面检查热力循环网,认真维修阀门、管道、暖气片等漏水严重的地方;检查是否有私自乱放水现象,采取措施,予以杜绝,以减少补给水量,防止过多的氧气被带入循环系统。除污器,定时排污,定期检查。在每年采暖点炉前,应按照热水锅炉采暖系统冲洗方法,对整个热力管网系统进行多次冲洗、排污,直至循环水达到要求为止。加强热水锅炉停炉期间的保养工作,避免锅炉、管网系统中的水放出后,其内部长期处于潮湿状态,使得氧气、二氧化碳气体作用于管子、锅炉金属表面,产生锈蚀。长期停炉期间,建议尽量采取干法保养。◆
参考文献:
聚合物驱采油工程.北京:石油工业出版社,2004.
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