摘要：在锅炉的内部检验中，锅炉的腐蚀问题通常成为锅炉存在安全隐患的主要原因。水中的杂质和含氧量成为了检验的重要指标。水循环蒸发时会使PH值发生变化，使锅炉内部产生结垢问题，影响锅炉的使用寿命。结合日常检验的经验对锅炉所出现的腐蚀原因进行分析，并提出相应的对策措施。
关键词：锅炉；腐蚀；预防；措施
前言：锅炉设备是工业生产中的重要设备，其安全、经济运行在工业生产过程中至关重要。锅炉设备的腐蚀问题是影响锅炉使用寿命的主要因素之一，目前锅炉的腐蚀类型有外腐蚀和内腐蚀两种。由于锅炉腐蚀的部位不易确定和判断，一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁，造成连锁性破坏，更会危及到整个锅炉使用运行的安全，因此研究分析锅炉腐蚀的原因与预防措施是十分必要的。
1 内腐蚀原因
锅炉给水中的杂质在锅炉内发生浓缩析出，引起汽水系统结垢、积盐和金属腐蚀的现象称为内腐蚀。锅炉发生爆管常见的原因有氧腐蚀、水蒸汽腐蚀和垢下腐蚀。当锅炉受热面上结有水垢或有沉积水渣时，在水垢或水渣下形成的腐蚀称为垢下腐蚀。垢下腐蚀可能是碱性腐蚀，也可能是酸性腐蚀，主要取决于锅炉水中所含物质以及锅炉水的pH值。
锅炉垢下腐蚀多发生在锅炉水中有沉积物及锅炉水具有侵蚀性时，当金属表面上附着水垢或水渣时，由于沉积物传热性很差，沉积物下的金属管壁温度升高，因而渗透到沉积物下的锅炉水会发生急剧蒸发浓缩，这些浓缩后的杂质成分复杂，随其pH值不同而发生碱性腐蚀或酸性腐蚀。
1.1给水系统腐蚀
（1）溶解氧腐蚀
锅炉给水中往往含有氧气，溶解氧腐蚀往往具有局部溃疡状特征，如图1所示。由于腐蚀产物的体积比原金属的体积大，因此腐蚀处会鼓包，直径从1mm至20mm、30mm不等，表面呈黄褐色或是褐红色，里层多呈黑色粉末状。将这些腐蚀产物清除后，会出现腐蚀坑陷。氧腐蚀最容易在给水管道和钢制省煤器中发生，因为给水中的氧气首先与这些管道和受热面接触。钢制热水锅炉也容易遭到氧腐蚀。实践表明，给水如不除氧，钢制省煤器或钢制热水锅炉，运行二、三年后，就可能腐蚀穿孔，严重时可能因腐蚀而报废。
图1溶解氧腐蚀特征
（2）二氧化碳腐蚀
当锅炉给水中存在有二氧化碳气体时，其pH值降低，水呈酸性，反应过程为CO2+H2O→H2CO3→H++HCO-3。反应结果是水中的氢离子浓度增加，因H+是阴极的去极剂，从而使电化学腐蚀加剧。
CO2气体腐蚀形成的产物（铁锈）通常很疏松，容易被水冲走，不能在金属表面形成保护膜，所以其腐蚀特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀虽不会很快引起损坏，但大量腐蚀产物进入炉水会生成锈垢，造成锅炉内腐蚀。
1.2锅炉本体内部腐蚀
锅炉正常运行时不会有空气进入汽水系统，给水中即使溶有少量氧气，在给水系统（包括省煤器）中也多被消耗。因此，锅炉本体（蒸发受热面）内一般不会发生氧腐蚀。但是锅炉运行时，锅内水、汽温度和压力比较高或很高，有时局部还受到很大内应力，而且给水中的杂质在锅炉内发生浓缩并从水中析出，使锅炉内常积有水垢或泥渣，这些都会促进锅内腐蚀，并使腐蚀问题复杂化。
（1）沉积物下腐蚀
当锅炉金属表面积有水垢或泥渣时，在沉积物下会发生严重的腐蚀，叫做沉积物下腐蚀。这是高压锅炉在高热负荷区受热面上常会发生的一种腐蚀。
锅炉正常运行情况下，内金属表面上常覆盖一层结构致密的Fe3O4膜，具有良好的保护性能。如果Fe3O4膜遭到破坏，暴露在高温水中的金属表面很容易被腐蚀。破坏Fe3O4膜的主要因素之一是炉水的pH值。正常炉水的pH值多保持在9～11，该酸碱度下Fe3O4膜稳定，不会脱落，锅炉内金属表面腐蚀轻微。但当锅炉内的金属表面上有沉积物时，金属管壁的温度将升高，渗透到沉积物下的炉水会发生强烈蒸发和浓缩，结果是沉积物下炉水的各种杂质浓度都很高。视炉水的杂质情况，可能会发生碱性腐蚀或酸性腐蚀。
碱性腐蚀常发生在多孔沉积物的下面，其特征是凹凸不平的腐蚀坑，坑上覆盖有腐蚀产物。当腐蚀坑达到一定深度后，管壁变薄，炉管会在内压作用下鼓包甚至爆管。酸性腐蚀常发生在比较致密的沉积物下面，是由于反应中产生的氢气渗入到金属内部引起的，所以又叫氢脆。酸性腐蚀会使腐蚀部位金属的金相组织发生变化，性质变脆，逐渐形成裂纹，氢脆严重时，管壁并未减薄也会爆管。
实践表明，给水中带入沉积物（主要是铁的腐蚀产物）是引起锅内沉积物腐蚀的重要原因。运行中它们沉积在管子的向火侧，所以腐蚀多发生在炉管的向火侧。
（2）晶间腐蚀（苟性脆化）
晶间腐蚀是一种特殊的电化学腐蚀，是晶粒与晶粒边缘在高应力下产生了电位差，形成腐蚀电池的结果。由于引起腐蚀的主要原因之一是水中有苟性纳（NaOH）和腐蚀破坏形式为金属脆化（无任何变形的破坏），因此晶间腐蚀又叫苟性脆化。苟性脆化的危害很大，轻者使锅筒报废，重者会造成锅炉爆炸，其危险性还在于这种腐蚀裂纹在发生和发展阶段很难被发现。其表现特征如图2所示。
图2晶间腐蚀的表现
2外腐蚀原因
外腐蚀主要由燃料燃烧后形成的烟气介质所引起。在燃烧高水分、高硫燃料时，尾部受热面低温部分会受到腐蚀，称之为低温腐蚀。在燃烧煤或重油时，由于燃料中的硫、钒或钠、钾盐的作用，过热器或再热器的高温管壁会受到腐蚀，称之为高温腐蚀。
3 防止锅炉腐蚀的措施
3.1搞好给水处理
给水中的溶解氧、铁离子和过低的pH值都会促使锅炉金属腐蚀，因此给水应尽量除氧，给水pH值应＞7。对于用回收蒸汽冷凝水作给水的，应注意控制铁离子含量，有时用汽系统刚启动一段时间，凝结水中往往含有黄色铁锈水，这时应适当排放至含铁量合格后才能作为锅炉给水。
3.2保持锅水水质达到合格
一般来说，锅水中含盐量和氯根含量过高，pH值和碱度过低或过高都会增加腐蚀。因此，在锅炉运行中应做到合理排污，维持锅炉水在一定的pH值、碱度及磷酸根含量，使锅水水质保持合格，不但可防止结垢，也有利于防腐。
3.3防止垢下腐蚀
为防止产生垢下腐蚀，一是要避免金属表面形成沉积物。二是要避免产生铁的腐蚀物，要进行水质处理和合理排污。新锅炉投入运行前，要清理内部并进行化学煮炉。三是锅炉运行后要定期清洗，以除去沉积在管壁上的腐蚀产物，对锅炉水质加强管理。
3.4使金属表面形成保护膜
对于新安装的锅炉，良好的煮炉效果应能使金属表面形成完整的钝化保护膜。在运行条件下，当锅炉水保持合适的pH值（一般为10～12）和一定量的磷酸根时，也有助于金属表面形成致密的保护膜，减缓腐蚀。但是如果锅炉水质控制不好，尤其是pH值过低或过高，常会破坏保护膜。
3.5做好停炉保养
不少锅炉的腐蚀常常是因为停炉保养不当所造成的，而停炉时产生的腐蚀产物又常会在锅炉运行时进一步加速腐蚀。因此，停炉时必须按规定要求做好保养工作。
4 结语
由于锅炉处于非常特殊的运行环境，温度、压力以及腐蚀性介质使其具备产生多种腐蚀的条件，只有充分认识产生这些腐蚀的原因，才能采取有效的预防措施，使锅炉免遭腐蚀破坏。锅炉的腐蚀往往是一个综合性的问题，多种腐蚀可能同时出现，它们可能相互促进、也可能互为因果，因此，在采取预防措施时，要全面系统地分析腐蚀原因，进行综合治理。
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论文作者:肖瑞林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
标签：锅炉论文; 沉积物论文; 水中论文; 发生论文; 管壁论文; 金属论文; 原因论文; 《基层建设》2019年第15期论文;