摘要：腐蚀问题一直困扰着锅炉用户，虽然一些防腐技术和防治措施不断问世并为人们所使用，但是对于热水锅炉来说，由于其使用条件恶劣、管理不到位、水质监测不力，人员素质等多种因素，热水锅炉仍不断发生腐蚀破坏事故。对锅炉腐蚀的原因进行了分析，提出了防止锅炉腐蚀的几种方法。
关键词：锅炉腐蚀；酸碱腐蚀；防腐蚀方法
前言
锅炉是国民经济中重要的热能供应设备，在我国东北地区，利用热水锅炉供暖比蒸汽锅炉供暖具有节能、节钢、安全可靠的优点。但是腐蚀作为工业锅炉的一种极为重要的破坏因素，根据不完全统计，我国每年因腐蚀而报废的锅炉竟有数千台之多。它给锅炉的安全和经济运行带来很大的威胁和损失。所以，了解锅炉腐蚀的原因，掌握防止锅炉腐蚀的方法，对水处理工作者和锅炉运行人员是十分必要的。
一、锅炉腐蚀的原因
1.氧腐蚀
氧腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的腐蚀。由于给水一般都与大气进行了充分接触，水中的溶解氧基本上是饱和状态，因此给水流过的管路及设备均有发生氧腐蚀的可能。氧腐蚀经常发生的地方是给水管路和省煤器。有的锅炉由于没有省煤器或省煤器是由铸铁制造的，当给水未采取除氧措施时，溶解氧可以大部分或全部进入锅内。因此锅炉内部观察到的氧腐蚀，一般是在汽包及降水管内的溃疡型腐蚀坑。热水锅炉由于给水循环量较大，溶解氧带入锅内的机会多，因此这种锅炉的氧腐蚀要比蒸汽锅炉严重得多。氧腐蚀的形式一般是溃疡型、小孔型的局部腐蚀。这种腐蚀对金属构件强度的损坏是十分严重的。例如，某厂的1.4MPa，9.5t/h锅炉，给水溶解氧为0.5mg/L，腐蚀指示片的腐蚀速度为每年0.7mm，炉管因腐蚀穿透每五六年就得更新1次，运行10多年来汽包壁腐蚀坑深度达总厚度的1/3。
2.酸腐蚀
酸腐蚀主要是析氢腐蚀。在锅炉系统中，这种腐蚀经常发生在下列部位：
（1）给水系统：给水系统运行中，由于二氧化碳的大量存在，会引起强烈的酸腐蚀。特别是经过H-Na离子交换或钠离子交换加酸处理的给水，pH值经常在7以下，这种腐蚀将更为严重。
（2）锅炉内部：当锅水氯化镁含量较高时，在锅内高温（180℃以上）下，容易发生水解反应而生成酸。生成的盐酸是一种强酸，它既能破坏金属表面氧化膜又能溶解铁，在锅水pH值较低情况下，腐蚀反应生成的铁的氯化物，又可能与氢氧化镁作用再次生成氯化镁，氯化镁又水解成盐酸而引起铁的腐蚀。
（3）回水系统：回水系统很容易受到酸腐蚀，尤其是在含有溶解氧时。酸腐蚀的特征大多是均匀腐蚀，这种腐蚀虽然对金属的强度破坏不大，但溶解铁量较多，使给水中大量带铁，容易在锅内形成铁垢及产生垢下腐蚀。
3.碱腐蚀
碱腐蚀是指游离氢氧化钠对金属的腐蚀。碱腐蚀的作用，主要是溶解钢铁表面的氧化膜，使其表面失去保护作用，从而造成了腐蚀过程连续发生的可能性。碱腐蚀是电化学腐蚀的结果。发生碱腐蚀的原因是由于在炉管的局部地方发生了碱的浓缩，它一般具有局部性的特征，呈现小沟槽或不规则的溃疡型。因此，腐蚀最严重的部位是在焊缝处，因为此处容易混夹杂质，金属组织也有一定的改变，有时在焊口附近附着不紧密的氧化皮也给锅水浓缩提供了有利条件。为防止碱腐蚀，在锅炉设计上尽量避免采用水平管段或倾斜度小的管段。在锅炉安装中应当保证焊口的质量，不应使焊口内出现夹杂物和在焊口外残留有氧化皮，设法消除焊口处的残余应力。在锅炉运行中应尽量消除过热现象，并按标准规定控制好锅水的水质。
4.铁垢腐蚀
氧化铁垢不仅妨碍传热，更为严重的危害是产生垢下腐蚀，使管壁变薄、穿孔。氧化铁垢容易在热负荷高的部位形成。锅内氧化铁的主要来源是：随给水带入；新炉在放置和安装期间保护不当，投入运行之前没有进行认真清洗而遗留下来；锅炉在停用期间，没有采用有效的保护措施而生成的腐蚀产物。氧化铁垢的腐蚀形态一般有以下两种：局部性贝壳状；较大面积的结垢腐蚀。为防止氧化铁垢腐蚀，通常采取以下措施：防止给水系统的氧腐蚀和酸腐蚀。尽力减少腐蚀产物进入锅炉；对进入锅炉的腐蚀产物采取适当的锅内水处理措施，减缓氧化铁垢的形成；及时彻底地消除已经形成的氧化铁垢。
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5.苛性脆化
（1）苛性脆化现象：苛性脆化属于晶间腐蚀，即发生在金属晶粒之间的腐蚀，苛性脆化一旦发生，金属遭到破坏的速度会加快，当能觉察到有裂纹时，金属损坏已达到严重的程度。由于锅炉金属苛性脆化的结果，轻者使锅炉停止运行，重者会发生锅炉爆炸，造成严重事故。
（2）苛性脆化部位：苛性脆化容易发生的部位是锅炉汽包的铆钉及胀管口。
（3）苛性脆化机理：金属构件的局部在高应力作用下，晶粒与晶粒间产生电位差，形成腐蚀电池，此时晶粒边的电位比晶粒本身的电位低，因此边缘处为阳极，沿边缘的金属原子溶解，因而腐蚀沿着晶粒间不断发展。锅炉金属发生苛性脆化是由下列条件共同作用引起的：第一，锅水中含有较高浓度的游离碱（一般为氢氧化钠）；第二，在锅炉的结构上造成锅水局部高度浓缩的条件，例如在铆钉缝隙和胀管口缝隙处，由于接合不严密，锅水容易在这些局部地方发生急剧浓缩；第三，在金属中有接近于它的屈服点的拉伸应力。上述3个条件中，缺少任何一个都不可能使锅炉发生苛性脆化。
二、防止锅炉酸碱腐蚀的方法
1.锅炉给水pH值的控制与调节
给水和回水的pH值过低的主要原因是水中溶有大量的游离二氧化碳，对此应加强控制，使给水和回水的pH值保持在适当范围内。
2.锅水pH值的控制与调节
（1）锅水pH值低时，可向给水中投加碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠等碱性药剂，使锅水的pH值达到10～12。
（2）锅水pH值高时，可向给水中投加磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铵等药剂，使pH值降至10～12。
3.锅水碱度的控制与调节
控制好锅水中的游离碱，消除锅水的侵蚀性。
三、给水的除氧方法
给水中的溶解氧是引起锅炉腐蚀的重要原因之一，所以，对锅炉给水应进行除氧处理，这就显得极为重要。锅炉给水除氧的方法较多，一般来说有如下几种方法：
1.给水物理除氧方法
给水物理除氧方法是一种利用物理方式进行除氧的方法，包括热力除氧与真空除氧两种方式。热力除氧技术较其他方法除氧稳定可靠，系统运行易调节控制，除氧效果好的优点，是普遍采用这成熟的技术。
2.给水化学除氧方法
给水化学除氧是一种利用化学反应进行除氧的方法，具体的化学除氧方法主要有如下几种：一是钢屑除氧；钢屑除氧器设备结构简单、投资小但失效后反洗很麻烦。更换钢屑劳动强度也大，因此限制了它的使用，所以一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉，或者作为热力网补给水。二是亚硫酸钠除氧；这是一种炉内加药的除氧法。三是联氨除氧；此法目前多用作热力除氧后的辅助措施。四是有机药剂除氧；五是催化树脂除氧；使用该法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，一般不宜在工业锅炉上推广应用。
3.给水的其他除氧方法
给水的其他除氧方法主要是解吸除氧与电化学除氧这两种方法。
结语
锅炉作为人们生活中和一些工厂生产工作中必须使用的，所以对于锅炉的保养相对来说就极为重要，因此我们必须加以重视，因为腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的现象，对国家造成的经济损失也是很大的，所以各级锅炉管理工作人员及水处理工作者和锅炉运行人员应对锅炉腐蚀现象给予高度重视，及时防止和处理锅炉腐蚀所带来的经济损失，并且把它们消灭在萌芽状态。能够为我们的生活和工厂生产带来相应的贡献。
参考文献：
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[3]陈红霞，锅炉水处理中高效阻垢剂的研究[D].天津：天津大学，2015.
论文作者:史然峰1,李金明2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：锅炉论文; 方法论文; 氧化铁论文; 酸腐论文; 晶粒论文; 发生论文; 溶解氧论文; 《电力设备》2017年第36期论文;