摘要：阐述停炉保护的重要性和传统的停炉保护方法，介绍气相缓蚀剂（VPI）的定义、使用方法，列举几种常用的气相缓蚀剂，并对比常用的停炉保护方法来证明气相缓蚀剂优于传统的停炉保护。
关键词：气相缓蚀剂；停炉保护
前言 锅炉无论容量大小，不可避免地要停运检修或处于备用状态。如果不采取有效的保护措施，停运锅炉的水汽系统暴露在大气环境中会产生锈蚀，其程度的广泛和强度往往超过锅炉在良好的水汽质量条件下正常运行时的腐蚀。停运腐蚀损坏了金属本身，在金属表面留下面积较大的蚀坑和针状蚀孔，从而成为锅炉正常运行时诱发局部腐蚀的源泉。另一方面使炉管结垢速率增大，会促进和加剧锅炉的运行腐蚀，导致炉管的爆裂和腐蚀穿孔的几率增大。所以停运腐蚀既会带来直接的和间接的经济损失，又会极大地危及热力设备的安全运行，因此热力设备停运期间防腐保护是极其重要的[1]。
1.常用的停炉保护方法
常用的停炉保护方法主要分为两大类：湿法保护和干法保护。湿法保护就是在热力设备停运后用添加了一定浓度缓蚀剂的保护液充满被保护设备，以使保护液所接触的设备金属表面得到保护。湿法保护的方法有：锅炉内充满缓蚀溶液，如氨水法、氨——联胺法、二甲基酮肟法。还有锅炉内保持蒸汽压力或给水压力法，这是在锅炉停运后维持锅炉受压部件有一定的正压，防止大气中氧进入锅炉的方法。此类方法耗费较大，炉内需要一定的压力，如果压力不足时需要升压，或者需要专业的技术人员定期对药液进行监测；有的需隔离铜部件，有的要有排放液处理系统，对环境影响较大；锅炉再启动前冲洗处理工作量大，药剂排放也需要处理，在设备检修前置换困难且不能用于冬季寒冷地区[2]。
干法保护有：干燥法、充氮法等等。干燥法，如热炉放水余热烘干法、热炉放水负压抽干法、热风干燥法等。由于操作较简单，涉及辅助设备少，因而常被采用。缺点是放水时锅炉上下温差往往干燥不彻底，待金属温度降低后，因大气水分的凝结，金属表面又形成水膜仍然会产生锈蚀。干燥剂法因为吸湿半径小，要求定期检测干燥剂的吸湿度和空气湿度。如果监测或更换吸湿剂不及时，同样会造成腐蚀，清除时也很困难。因而此法一般只适用于短期保护。充氮法虽然可应用于中、长期停、备用的锅炉保护，但不论是空炉充氮或是保持水位充氮保护，均要求锅炉完全密封，实际中较难做到，且无法用于检修锅炉。采用充气保养也需要定期检测、加压，维护过程非常烦琐，有些气体有一定的毒性，有些气体会造成环境污染。
另外，现有的这些停运保护方法仅局限于锅炉，热力系统的其它设备如除氧器、凝汽器、高加、低加、汽轮机以及所有汽水管道仍处于未保护状态，在大气中氧、水和温度作用下，仍旧产生锈蚀。锈蚀产物在启动时又会带到锅炉内，加剧炉管的结垢。多年来，各国一直在探索和研究新的热力设备停运保护方法，气相缓蚀剂（VPI）是从20 世纪40 年代出现的一种防锈新方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气相缓蚀剂（vapor phase inhibitor，简称VPI）定义：在常温下具有挥发性，且挥发出的气体能抑制或减缓金属大气腐蚀的物质。这使其充满保护空间，并吸附在金属表面，通过缓蚀和碱化作用抑制金属的腐蚀。缓蚀机理：该物质在锅炉系统内发生气相离解作用，使阴离子与金属配位键相互结合，生成缓腐蚀基团吸附在金属表面，从而降低金属的氧化能力，维持金属处于钝化状态，形成防腐蚀屏障[3]。
2. 气相缓蚀剂
气相缓蚀剂在常温下能自动挥发，挥发出来的气体对金属有缓蚀作用。试验证明，经气相缓蚀剂保护后的金属，在半年内不发生锈蚀或只有轻微锈蚀，而没有保护的金属表面仅几小时就发生锈蚀。其作为停（备）用锅炉的防锈蚀保护的方法，具有简单易行、扩散速度快、残留药剂少、无需专门清洗等特点。尤其对现代复杂的热力设备汽、水管路的保护更能发挥其优势。常用的气相缓蚀剂分为胺类、有机胺类、含氮有机化合物等。其特点如下：（1）亚硝酸二环己胺：白色结晶状物，熔点178-180 ℃，溶于水，水溶液接近中性，在醇类中溶解度较大，其蒸气压较小，对铁的防锈期长。亚硝酸二环己胺对黄铜、镀镉、镀锌等金属腐蚀较大，对铅及镀锡腐蚀较小，易被酸碱和日光分解，应存放在棕色瓶中。（2）碳酸环己胺：白色粉末，具有氨气味，熔点 110.5-111.5℃，溶于水及乙醇，水溶液呈强碱性。其蒸气压高，同温度下是亚硝酸二环己胺的千倍以上，故其诱导期短，在良好的密封条件下，以其粉末保存日期，可达十年以上。但其对铜、黄铜、镁有腐蚀作用。（3）铬酸叔丁酯：铬酸叔丁酯对有色金属有效，铬酸叔丁酯是棕红色液体，其蒸气可以使锌钝化，可以保护锌及钢。（4）有机二胺或多胺化合物：新研发的品种，具有无毒，易降解的特点。（5）6-羟甲基-氨基苯并噻唑衍生物：对低碳钢、黄铜、紫铜有很好的缓蚀效果。
由于它具有高效、长效、使用简便、不受设备几何结构限制等特点，这种保护方法与前述的方法相比有以下好处：（1）保护范围广，可以保护整个热力系统，包括锅炉、汽机、除氧器、凝汽器、高低加以及所有汽水管道，甚至连极难保护的疏水系统均能得到很好保护。（2）锅炉启动准备时间短。保护后锅炉充入压缩空气进行置换即可启动，启动前的置换对环境影响小，且不消耗水资源。（3）操作方便，保护均匀，省时、省力。无需投加大量药剂，也不需要启动循环泵或给水泵。（4）可使用现有设备、不需要监测、不需要升压。
3.结语
综上所述：气相缓蚀剂保护方法优于常用的停炉保护，更主要的是传统保护对于结垢锅炉没有渗透作用，对垢下腐蚀不起作用，气相缓蚀剂能对垢下金属同样有保护作用，缓蚀半径长，并对金属形成钝化膜，这是其他的保护法不能比拟的。
参考文献：
[1] 李贵素. 浅谈锅炉停用时碳酸铵气相缓蚀剂保护[J]. 中国井矿盐，1983（6）：15-16.
[2] 王睿，何云信. 气相缓蚀剂在锅炉停炉保护上的应用[J]. 轻工科技，2014（2）：39-39.
[3] 丁姗姗. 锅炉长期停炉保护方法[J]. 设备管理与维修，2011（12）：21-22.
论文作者:贺旺民
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
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