超(超)临界机组氧化皮生成、剥落机理与防治措施.
超超临界机组氧化皮脱落及应对策略
超超临界机组氧化皮脱落及应对策略摘要：超超临界工况下，工质水动力特性变化，导致受热面传热特性发生改变，致使高温受热面管道发生氧化腐蚀，从而生成氧化皮进而剥离、堵塞管道的问题最终引起管道超温爆管，已严重成为电力生产安全的重大隐患，给电力生产及其稳定性带来重大影响，成为困扰发电行业的一大难题。
因此，在日常生产运行中掌握防止氧化皮生成的措施成为一种必须掌握的技能。
关键词：氧化皮；剥落；重大隐患引言20世纪90年代，随着材料技术的突破，以蒸汽温度600℃为标志的超超临界火电技术已被广泛接受，目前，更高温度等级的材料已在研发和试验。
伴随着超超临界发电技术的发展，特别是温度参数的提高，新的技术问题又摆到了面前。
其中一个会对机组安全和经济运行产生严重威胁的突出问题—锅炉管道的蒸汽侧氧化及由此引起的汽轮机叶片固体颗粒侵蚀(SPE)需引起特别注意。
SPE是超超临界机组面临的主要问题，压力和温度越高，这问题越严重。
1过、再热器管内壁水蒸汽氧化膜剥落及危害最近10年，特别是近几年新投产的国内和进口的超临界机组都曾发生氧化膜剥落堵管或引起超温爆管泄漏事故。
从运行时间来看，在运行约一年后，检修发现高温过热器、屏式过热器及高温再热器管子内壁表面氧化严重且氧化皮脱落明显。
图1为日照电厂再热器氧化皮脱落形貌，图2为伊敏#1炉运行30703小时后不锈钢管屏U型弯下部堆积的大量氧化膜，同月#2炉过热器发生爆管，其原因也是由于下弯头部位氧化膜剥落堆积所致。
图1 日照电厂再热器剥落的氧化膜图2 伊敏电厂过热器管剥落的氧化膜超临界机组过、再热器内壁氧化膜剥落在管排下部弯曲部位堆积堵管，甚至引起超温爆管。
目前国内因氧化膜剥落爆管最短的是湘潭电厂#4机组，运行3136小时（启停5次），过热器U型弯下部氧化膜堆积多的达100克，且在检修后再并网运行仅5天又因同样原因再次发生爆管，并吹坏再热器管排多处，氧化皮形貌如图3所示。
图3 高温过热器下部U型弯内积存有氧化皮形貌剥离的氧化皮不仅会导致爆管同时引发的对汽轮机入口通流部分的固体颗粒侵蚀，损害汽轮机叶片，也是当前大机组必须高度重视的问题。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落是指在锅炉运行的过程中，锅炉管道、设备壁面等部位的氧化皮发生剥落。
这种情况不仅会影响锅炉的正常运行，还可能导致设备的损坏。
分析和防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是非常重要的。
需要对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题进行分析。
在锅炉运行过程中，高温和高压条件下，水中的氧化性物质和金属表面会发生反应，产生氧化皮。
而超临界机组电站锅炉运行温度和压力更高，氧化皮脱落的风险也更大。
氧化皮脱落可能出现在锅炉的各个部位，如锅炉管道、过热器、再热器等。
氧化皮脱落不仅阻塞了水循环系统，还会影响设备的散热效果，增加了设备的热负荷，导致设备的过热和腐蚀，甚至发生温度过高的事故。
针对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题，我们可以采取以下措施进行防治：1. 加强水处理：通过对进水和循环水进行净化和处理，去除水中的杂质和氧化性物质，减少氧化皮的产生。
2. 优化化学控制：合理控制水化学条件，减少水中的溶解氧含量，调整水的pH值，控制水中的硅酸盐、氯离子等含量，降低锅炉水和金属表面之间的化学反应，减少氧化皮的形成。
3. 清洗和除锈：定期对设备进行清洗和除锈，去除已形成的氧化皮，恢复金属表面的平整度和光洁度。
4. 薄膜保护：在金属表面形成薄膜，减少与水中氧化性物质的接触，从而防止氧化皮的产生。
可以使用缓蚀剂、缓蚀剂、阻垢剂等加入水循环系统中，形成保护膜。
5. 定期维护和检查：定期对设备进行维护和检查，发现问题及时修复，防止问题扩大。
在实际操作中，除了以上几点防治措施，还可以根据具体情况制定更有针对性的措施，如增加设备的冷却和散热功能，改善水的流动状态等。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题需要进行全面的分析和防治。
通过加强水处理、优化化学控制、清洗和除锈、薄膜保护以及定期维护和检查等措施，可以有效减少氧化皮的产生，延长设备的使用寿命，提高电站锅炉的运行效率和安全性。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是现代化的汽轮机发电装置，其关键部件之一即是锅炉。
锅炉的主要功能是将燃料的化学能转化为蒸汽能，并将蒸汽压力转化为机械能或电能。
在锅炉的运行过程中，由于锅炉进口水的含氧量、水质、水温等因素的影响，会产生氧化皮，影响锅炉的正常运行。
本文对氧化皮的形成原因、脱落的危害以及相应的防治措施进行分析。
一、氧化皮的形成原因在超临界机组电站锅炉运行中，锅炉的内壁与水接触，水中的氧气会与金属反应，产生一层氧化膜即氧化皮。
氧化皮生长速度受水中氧气浓度、水温、金属材料、水质等因素影响。
尤其是在高温高压条件下，氧化皮更容易产生和生长。
此外，由于水中掺杂有各种离子，如钙、镁、铁、铜等金属及其离子、硫酸盐、碳酸盐等化合物，在高温高压条件下，它们会沉积在锅炉内壁上，形成污垢和沉淀物，这也会引起氧化皮的生长。
二、氧化皮的危害1. 减小了热传递效率氧化皮的存在减小了锅炉的热传递效率。
经过氧化皮的内壁，热量需要穿过氧化层才能传递到水中，传热效率受到限制。
2. 降低了金属材料的强度氧化皮的形成不仅仅是一层膜，它还会继续生长，加速金属材料的老化、腐蚀和疲劳。
氧化皮层会加速金属材料的脆化、裂纹产生，降低材料强度，从而破坏锅炉的安全性能。
3. 影响水质氧化皮的流失和脱落会使得锅炉进口水中含氧量、金属杂质离子等因素发生变化，从而影响锅炉的水质的稳定性。
水质的不稳定对锅炉正常运行产生了负面影响，增加了锅炉的故障率和维护成本。
三、氧化皮的防治措施为了防止氧化皮的产生，需要对锅炉水质进行严格管理，排除水中氧气、二氧化碳等成分，同时要控制锅炉温度和压力，以减缓氧化皮的生成速度。
对于已经形成的氧化皮，需要定期进行清除和维护。
一般直接清除氧化皮是不可行的，需要了解氧化皮的性质和生长情况，采取适当的去氧化皮措施。
1. 喷水清洗法在锅炉运行时，通过器具喷洒水，实现对氧化皮的清洗。
但是，由于清洗时锅炉需要停机，影响发电量；此外，喷洒水会使得钢材的运动钝化层被冲掉，从而加速钢材的腐蚀速度。
超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施
超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施[摘要]介绍了XX电厂锅炉末级过热器因氧化皮引起的爆管情况。
分析了超临界锅炉氧化皮的形成和剥离机理，并从锅炉设备运行、改造及管理等方面，提出了控制氧化皮形成和剥落的措施。
通过采取这些措施，有效地控制了氧化皮的产生。
[关键词]过热器；氧化皮；壁温；堵塞；爆管1锅炉过热器系统XX电厂8号锅炉为上海锅炉厂引进美国阿尔斯通技术生产的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构、固态排渣超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，型号为SG-1913/25.4-M95，蒸汽压力25.4MPa/4.19MPa，蒸汽温度571/569。
过热和再热蒸汽调温除摆动燃烧器喷嘴调节外，主要靠喷水和调节煤水比。
2爆管情况XXXX年X月XX日，XX电厂8号炉点火，至21日0：30，机组带负荷至600MW。
6月221：50，锅炉再热汽温异常升高，给水流量突增至100t/h，现场检查68m处异音较大，确认为受热面泄漏。
停炉后检查发现，末级过热器有两处爆口：第1处在右侧第14屏第9根管，爆口呈菱形，长度60mm，宽度32mm，端面光滑。
爆口两边呈撕薄撕裂状，从爆口特征分析为短期过热爆口。
第2处爆口在右侧第24屏第11根管，未全部爆开，长度20mm，爆口附近有众多平行的轴向裂纹，从爆口特征分析为长期过热爆口。
在该根管下弯头处割管取出约90g 的氧化皮，其厚度0.14mm（如图1）。
两处爆口全部在标高70m位置。
爆管管子格：d38.1mm7.96mm，材质SA213T91。
发生爆管后，XX电厂采取源透视、胀粗测量、割管等措施扩大检查，共发现吹损减薄管35根，胀粗直径大于d38.5mm的管子6根，内部沉积氧化皮管子3根，对此全部进行了处理。
爆管原因初步分析为：上海锅炉厂超临界锅炉末级过热器管屏内圈直管和下弯头部位设计使用了抗高温氧化性能比T91等级低的T23材料，在长期高温作用下，T23管内壁生成氧化皮，并不断增厚。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是电力发电厂常用的热能装置，其工作环境复杂，长期运行后，内壁容易形成氧化皮。
氧化皮脱落的主要原因包括锅炉内壁温度变化、烟气腐蚀和锅炉水质状况等。
为了保证锅炉的安全运行，必须对氧化皮脱落进行分析与防治。
一、氧化皮脱落的分析1. 温度变化引起的氧化皮脱落：超临界机组电站锅炉内壁温度变化较大，会导致内壁产生热应力，进而引起氧化皮脱落。
炉膛壁由于受到烟气温度变化的影响，壁温会发生剧烈的变化，导致内壁产生变形和应力变化，最终导致氧化皮脱落。
2. 烟气腐蚀引起的氧化皮脱落：由于煤燃烧产生的烟气中含有很多酸性成分（如SO2、HCl等），在高温下容易引起锅炉内壁的腐蚀，导致氧化皮脱落。
特别是在负荷变化时，锅炉内燃烧产生的烟气组分会发生变化，从而导致腐蚀程度的变化，进一步加剧氧化皮脱落。
3. 锅炉水质状况引起的氧化皮脱落：超临界机组电站锅炉在长期运行过程中，由于水质处理不当或循环水水质不佳，很容易导致内壁结垢和沉积物的产生。
结垢和沉积物会加剧烟气对锅炉内壁的腐蚀，进一步导致氧化皮脱落。
1. 温度变化引起的氧化皮脱落：为了减少炉膛和屏渣区域壁温的剧烈变化，可以采取增加炉膛出口温度的方法，提高出口温度的稳定性，并且进行壁面冷却的操作，减缓内壁的温度变化。
2. 烟气腐蚀引起的氧化皮脱落：对煤燃烧的控制，尽量降低煤中含硫量，减少烟气中SO2的含量，从而减少烟气对锅炉内壁的腐蚀程度。
加强对锅炉内壁的防腐蚀涂料的保护，可以有效延缓氧化皮脱落的速度。
3. 锅炉水质状况引起的氧化皮脱落：采取适当的水质处理措施，保证循环水的水质稳定，避免水中含有酸性物质、颗粒物等物质的沉积，减少结垢和沉积物的产生。
定期对锅炉进行清洗，清除内壁上的结垢和沉积物，可以有效预防氧化皮脱落。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是影响锅炉安全运行的一个重要因素。
采取适当的分析和防治措施，可以减少氧化皮脱落的发生，保证锅炉的正常运行。
超超临界直流锅炉氧化皮产生机理和控制措施
TP304H:1Cr18Ni9Ti 类似,奥氏体钢
TP347H——TP347HFG super304H:住友金属+MHI HR3C:住友金属 NF709:新日铁
目前氧化皮生成无法避免
采用高Cr钢材,或细晶奥氏体钢材,或表面镀铬,喷 丸处理等,提高抗氧化性能
防止氧化皮大面积剥落得措施:
氧化皮导致主汽门卡涩,造成机组停运,主汽门关 不上,影响机组安全;
启动阶段,汽机疏水开启,随蒸汽流动在疏水管线 上,堵塞疏水阀门或化皮得剥离有两个主要条件:
其一就是氧化层达到一定厚度; 其二就是温度变化幅度大、速度快、频度大,导致
得氧化层层间应力加大而脱落。
氧化皮得生成、生长速度以及脱落与温度及其 变化水平密切相关。蒸汽温度控制在540℃ 以内,不容易发生氧化皮脱落。氧化皮就是高 汽温参数带来得副产物。
氧化皮得结构
氧化皮基本就是双层结构,内外层厚度相当,外层 主要就是疏松结构得Fe3O4,内层为致密结构得 (FeCr)3O4,其中Cr含量随金属不同而不同。
燃烧调整作为调温手段,减少或避免使用减温水大 开大关来调温;
加强炉膛吹灰,定期清洁炉膛,改善受热面传热。
对策思路:
应设法防止和减缓高温蒸汽金属氧化物得生成; 对已生成得金属氧化物应避免其脱落; 对已脱落得金属氧化物应尽快予以清除; 对未能清除得金属氧化物应尽量减轻其对受热面
和汽轮机叶片得破坏等
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
钢材得抗氧化性能: T23 T91,抗氧化温度650 18Cr8Ni系 TP347H抗氧化温度704 TP304H TP347HFG Super 304H HR3C
102:贝氏体 T23:住友金属,对102改进 F11,F12:高合金含量,焊接性能差 T122:住友金属 T91:美国,焊接差。ORNL(橡树岭实验室)和CE马氏
超(超)临界机组氧化皮产生的原因及防治措施
关 键 词 ：超 ） 临 界 机 组 ； 化 皮 ； 氧 处 理 ； 路 系 统 ； 热 器 ； 热 器 （ 超 氧 加 旁 过 再 中 图 分 类 号 ：Ｋ２ ４ ９ Ｔ ２ ． 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ４—１５ （ ０ １ ０ ００ — ４ １７ ９ １ ２ １ ）３— ０ １ ０
摘
要： 介绍 了（ ） 超 超临界机组氧化皮的形成机制及过热 器 、 再热器 内壁 氧化层脱 落 的主要条 件。论述 了氧化皮 的主
要 危 害 ， 析 了机 组 运 行 方 式 、 分 系统 配 置 及 材 料 选 择 与 氧 化 皮 形 成 的 关 系 ， 出 了设 计 、 试 及 运 行 阶 段 氧 化 皮 的 防 治 提 调
的氧化 皮 。 １ １２ 氧化 皮 的脱落 ．． 过 热器 、 热 器 内壁 的 氧化 层 脱 落有 ２个 主要 再
洗， 全部 去除制 造加 工时 形成 的易脱 落 氧化层 ， 后 然
重新 钝化 ， 以保 证在 机组 运行 时形成 良好 的氧化层 。 同时 ， 在基 建调 试期 可 以考 虑 对过 热 器 和 再 热 器 管
结 构 。 当氧化 皮增 长 到 一 定 的厚 度 时 ， 由于温 度 变
道进 行加 氧吹扫 ， 易 脱 落 的 氧化 层 颗 粒 冲掉 的 同 在
时 ， 速形成 坚 固 的氧 化 层 ， 则 ， 投 运 后 会 产 生 加 否 在
严重 的氧化 皮 问题 。
在 ４ ０～５ ０ 阶段 ， ５ ７ 水蒸 气 与纯 铁 发生 氧 化反 应 ， 成 的氧 化 膜 由 Ｆ 和 Ｆ 组成 ， ｅＯ 生 ｅＯ ｅＯ Ｆ 和
Ｆ 比较 致 密 ， 以保 护 或 减 缓 钢 材 的 进 一 步 ｅＯ 都 可 氧化 。在 ５ ０℃ 以上 ， 蒸气 与纯铁 发 生 氧化 反 应 ， ７ 水
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是一种高效、能耗低、环保的发电设备。
因其具有反应速度快、效率高等优点，对火电站的发电效率和环保指标有着极高的要求。
然而，锅炉在使用过程中容易发生氧化皮脱落现象，严重影响锅炉使用效率，甚至对环境造成污染。
因此，及时发现氧化皮脱落现象并采取相应措施进行防治十分重要。
一、氧化皮脱落的原因超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的原因主要有两个方面：一是炉内高温氧化反应引起管子的氧化皮层剥落，二是炉内的化学成分沉积在管子表面形成氧化皮层，然后因管子受高温加热而脱落。
氧化皮脱落是一种自然现象，但是其对锅炉的影响却十分严重。
在高温高压下，氧化皮脱落会进入锅炉内部，造成如下问题：1. 浪费能源。
氧化皮脱落会降低锅炉的传热效率，使得发电效率降低。
2. 加速设备的磨损。
氧化皮脱落沉积在设备内部，会增加设备部件的摩擦，进一步加剧设备的磨损。
3. 污染环境。
氧化皮脱落后的残留物质可以堵塞排放口，导致烟气排放不畅，从而造成环境污染。
二、氧化皮脱落的检查和分析方法如何及时发现锅炉内的氧化皮脱落现象是防治氧化皮脱落的关键。
下面介绍一些基本的检查和分析方法：1. 外观检查通过外观检查可以初步了解锅炉的整体情况。
对于氧化皮脱落现象，可以通过裸眼观察锅炉的内外表面是否存在锈蚀、变形、裂纹等异常情况来初步判断锅炉是否存在氧化皮脱落现象。
2. 金属变色法利用金属变色法可以检测锅炉内部的炉膛、水侧等处是否有氧化皮脱落现象。
具体方法是在锅炉内部喷洒变色剂，通过观察变色情况来判断锅炉内部是否有氧化皮脱落。
3. 声学检测法通过声学检测可以探测锅炉内部存在的氧化皮脱落现象。
通过震动信号采集设备对锅炉内部进行扫描，可以通过对信号的反应判断锅炉内部存在的氧化皮脱落情况。
1. 定期清洗定期清洗锅炉内部是防止氧化皮脱落的重要措施。
通过清洗可以去除锅炉内部残留的颗粒物和化学物质，有效遏制氧化皮脱落的发生。
2. 防腐蚀防止锅炉内部产生复杂的化学反应也是防止氧化皮脱落的重要手段。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是燃煤发电厂中常见的一种发电设备，它具有高效、节能、环保等特点。
随着锅炉运行时间的逐渐增加，锅炉内壁会产生氧化皮，导致锅炉性能下降，甚至出现严重的安全隐患。
对于超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治显得十分重要。
1.高温腐蚀。
在高温高压环境下，煤燃烧引发的高温烟气中含有大量酸性物质，这些酸性物质会对锅炉内壁材料进行腐蚀，导致氧化皮的产生。
2.焚烧煤灰成分。
煤燃烧所产生的煤灰中含有硫、氯等元素，这些元素会与高温下的水蒸汽和氧气发生化学反应，产生腐蚀性气体，加剧了氧化皮的形成。
3.操作和管理不当。
锅炉的操作和管理不当会导致煤燃烧不充分，烟气温度不稳定等问题，从而加速了氧化皮的产生。
以上原因导致锅炉内壁的氧化皮逐渐增多，一旦氧化皮脱落，将会造成锅炉运行不稳定、热效率下降、甚至引发爆炸等严重后果。
1.优化燃烧控制。
做好燃煤燃烧时的控制，保证燃烧充分，减少燃煤产生的有害气体和煤灰，降低氧化皮的产生。
2.改善烟气排放系统。
合理设计和优化烟气排放系统，加强烟气的洁净处理，减少对锅炉内壁的腐蚀，延长锅炉寿命。
3.定期清洗维护。
定期对锅炉进行清洗维护，及时清除氧化皮，保持锅炉内壁的清洁，减少氧化皮脱落的风险。
4.采用防腐涂层。
在锅炉内壁采用防腐涂层，有效隔离锅炉内壁和腐蚀性气体的直接接触，减缓氧化皮的产生。
5.加强运行监测。
建立健全的锅炉运行监测系统，对锅炉的运行情况进行实时监测和分析，及时发现问题并采取相应的措施。
通过以上一系列的防治措施，可以有效降低超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的风险，保证锅炉的安全稳定运行，提高锅炉的经济效益和环保水平。
三、结语超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题是影响锅炉运行的重要因素之一，必须引起足够的重视。
只有通过对氧化皮脱落的原因进行深入分析，并采取相应的防治措施，才能保证锅炉的安全稳定运行。
锅炉制造商、运营商和监管部门也应积极合作，共同推进锅炉氧化皮脱落问题的解决，为我国燃煤发电行业的可持续发展贡献力量。
660MW超超临界机组锅炉氧化皮的产生及预防控制
660MW超超临界机组锅炉氧化皮的产生及预防控制发布时间：2022-10-11T01:30:35.058Z 来源：《科技新时代》2022年7期作者：车福禄[导读] 对于超超临界火电机组来说，车福禄京能（锡林郭勒）发电有限公司内蒙古锡林郭勒盟 026000摘要：对于超超临界火电机组来说，在锅炉运行中发生炉管氧化皮脱落问题较为常见，这种问题会引发最严重的后果则是炉管爆炸，会降低火电厂的经济效益。
为了避免此类事故的发生，就需要针对直流锅炉氧化皮脱落问题进行简述，对氧化皮脱落的原因进行分析，提出有效的预防控制措施。
关键词：火电厂；氧化皮；预防控制引言：近年来，时常发生的炉管氧化皮脱落问题，给发电机组保持正常运行产生了阻碍，不利于火电厂保持正常的运行。
根据相关调查显示，若发电机组容量较大，则温度越高，那么极易发生氧化皮脱落现象，并增加锅炉爆管泄漏的概率。
因此，本文主要对660 MW超超临界机组锅炉氧化皮的产生及预防控制进行研究与分析。
一、直流锅炉氧化皮简述660MW燃煤发电机组锅炉作为一种超超临界参数变压运行直流炉，体型较大，通常采用露天的方式布置并使用。
对于超超临界直流锅炉来说，如果受热面出现超温的情况，会导致过炉的金属组织出现老化的现象；受热面高温所带来的氧化腐蚀情况，会使得管壁变薄，更甚者会出现爆管情况【1】。
而且从实际情况来看，锅炉的过热器、主蒸汽管道等受热氧化之后，脱落的氧化皮表现为坚硬形态的固体颗粒，会对汽轮机流通部分的高/中压级的喷嘴等元件产生较大的影响，降低汽轮机流通部分的效率，更甚者则需要对叶片进行更换。
过热蒸汽管道在进行制造与加工环节时，会通过一定的反应形成氧化膜，整个过程要求必须达到高于570℃的高温环境，并且其中的氧元素与金属通过高温环境燃烧之后，这个过程中形成的氧化膜由内向外分别为氧化铁、四氧化三铁、三氧化二铁。
通过具体的实验证明，氧化铁层结构非常不稳定，在温度不超过570℃时，极易出现脱落现象，并且在脱落位置出现腐蚀情况。
超临界机组氧化皮的生成及防范措施
超临界机组氧化皮的生成及防范措施发表时间：2018-08-20T10:52:01.170Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：吕贤国[导读] 摘要：氧化皮一直是影响机组运行效率、安全性和经济性的一个主要因素，基于此，本文结合笔者工作经验对超临界机组的氧化皮形成过程进行分析，并根据机组冷态启动过程中、停运过程中及正常运行时三种工况采取适当的措施来防范氧化皮的生成，以期为相关工作人员提供有益参考。
(浙江浙能乐清发电有限责任公司浙江省温州市乐清市 325600)摘要：氧化皮一直是影响机组运行效率、安全性和经济性的一个主要因素，基于此，本文结合笔者工作经验对超临界机组的氧化皮形成过程进行分析，并根据机组冷态启动过程中、停运过程中及正常运行时三种工况采取适当的措施来防范氧化皮的生成，以期为相关工作人员提供有益参考。
关键字：超临界，氧化皮，措施引言随着经济的快速发展，现代化的生产和生活方式对电能的需求量不断增加，在此形势下，电力企业的发电机组装机容量和规模在不断扩大，使得超临界机组在我国得到了迅速发展。
但是在超临界发电机组的运行过程中，氧化皮问题一直是影响电力企业发电效率、经济效益以及安全性的重要问题之一，也是发电企业相关技术人员一直重点研究的问题之一，本文将介绍我厂机组在不同运行工况中所采取的各项措施以供参考。
1 锅炉概述我厂一期机组为660MW超临界机组。
锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。
炉膛上部布置有前屏过热器和后屏过热器，水平烟道依次布置高温再热器和高温过热器，尾部烟道布置有低温再热器和省煤器。
过热蒸汽流量为1980 t/h，过热蒸汽压力为25.4 MPa，过热蒸汽温度为571℃，再热蒸汽流量为1642 t/h，再热器进口压力为4.33MPa，再热器出口压为4.14MPa，再热器进口温度为312℃，再热器出口温度为569℃。
超(超)临界机组氧化皮生成、剥落机理与防治措施
超（超）临界机组氧化皮生成、剥落机理与防治措施锅炉水/蒸汽流通系统中氧化皮的生成、剥落与沉积主要集中在炉前高压给水系统、水冷壁、过热器、再热器、主汽调门中。
氧化皮的生成、剥落与沉积受温度、压力、蒸汽参数（密度、离子积、介电常数、PH、氢电导率、阴离子含量、比电导率、氧化还原电位）、蒸汽溶氧量、蒸汽含铁量、蒸汽铬酸根含量等多种参数共同控制。
在锅炉不同位置氧化皮的生成、剥落、沉积机理不同，炉前高压给水系统和水冷壁中的氧化皮的沉积主要是流动加速腐蚀所致。
再热器、过热器与主汽调门中的氧化皮形成、剥落与沉积机理更加复杂，总的来说控制蒸汽含铁量、控制蒸汽氧化还原电位、降低蒸汽溶氧量有助于减少氧化皮的形成、剥落与沉积。
图1 电厂系统图一、生成、剥落与沉积原理1.1、氧化皮在炉前和水冷壁中的生成、剥落与沉积机理碳钢在水中不稳定，有腐蚀倾向，只有在钢表面形成稳定的氧化膜后，才能保持稳定。
在不同温度条件下，氧化膜的形成机制不同，其微观结构也不同。
在较低温度条件下形成的磁性铁氧化膜是多孔、疏松的。
在较低温度下，氧化膜的形成分为3步：第一步：Fe的氧化和H+的还原:Fe→Fe2++2e-；2H++2e-→H2；总反应为：Fe+2H2O→Fe2++2(OH-)+H2 (1)第二步：Fe2+和2(OH-)极易发生反应生成Fe(OH)2；Fe2++2(OH-)→Fe(OH)2 (2)第三步：Fe(OH)2被氧化生成Fe3O4；3Fe(OH)2→Fe3O4+4H2O+H2↑由式(1)可见，在较低温度下，氧化膜的形成需要有一定量的铁离子和氢氧根。
钢表面上的铁离子是由腐蚀过程扩散至表面的，而氢氧根则与水的PH值有关。
磁性氧化铁的形成通常受形成和溶解2个反应动力学控制。
任何条件的变化导致此动力学状态改变时，都会影响磁性氧化铁的稳定。
扩散系数和介电常数等因素会综合影响碳钢的腐蚀速率。
图2 给水系统管道腐蚀控制因素根据温度和压力的不同，碳钢表面可以分3个区域：第1个区域是磁性氧化铁稳定区；第2个区域是磁性氧化铁溶解区；第3个区域是磁性氧化铁沉积区。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉氧化皮脱落是电站运行过程中常见的问题之一，它会对设备的安全稳定运行产生不良影响。
在电站运行过程中，锅炉内壁的烟气侵蚀和高温腐蚀作用使得锅炉管道表面出现氧化皮，如果氧化皮未得到及时清除，会导致氧化皮脱落。
本文将对超临界机组电站锅炉氧化皮脱落进行分析，并提出相应的防治措施。
氧化皮脱落的原因主要有以下几点：1. 烟气侵蚀：锅炉燃烧产生的烟气中含有一定的酸性成分，这些酸性物质容易与锅炉管道表面的金属氧化物发生反应，形成氧化皮。
长期以来，烟气侵蚀是氧化皮的主要原因。
2. 高温腐蚀：超临界机组电站锅炉的工作温度较高，容易引起金属材料的高温腐蚀。
高温高压下，金属表面的氧化膜会加速腐蚀，从而使氧化皮脱落。
3. 金属疲劳：锅炉内部的金属材料会由于高温高压和膨胀收缩等因素产生应力，长期的应力作用容易导致金属疲劳，进而造成氧化皮脱落。
为了防止氧化皮脱落，可以采取以下措施：1. 脱硫：对烟气进行脱硫处理，减少烟气中的酸性物质含量，从而减缓烟气对锅炉管道的侵蚀作用。
2. 清除氧化皮：定期清除锅炉管道内的氧化皮，可以采用机械清洗、化学清洗等方法。
机械清洗可以通过刷洗和冲洗的方式将氧化皮清除，化学清洗可以使用化学试剂溶解氧化皮，并通过冲洗将氧化皮带走。
3. 金属保护：对锅炉管道进行防腐处理，可以使用耐蚀涂层、耐高温涂层等方式，增强金属的抗腐蚀能力，防止氧化皮的生成。
4. 加强运行监测：定期对锅炉管道进行检查，了解管道的腐蚀情况。
及时发现问题，并采取相应的修复措施，可以有效避免氧化皮的脱落。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落是一个具有一定危害性的问题。
需要从源头上减少烟气中的酸性物质，定期清除氧化皮，加强金属保护和运行监测，从而保障锅炉的稳定运行。
通过采取综合措施，可以有效预防和控制氧化皮脱落现象的发生。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是一种高效节能的发电设备，其锅炉部分承担着转化化石能源为电能的重要任务。
其中，锅炉的安全、稳定运行是保障发电厂运行的重要前提之一。
然而，在锅炉长期使用过程中，锅炉内部容易出现的一个问题就是氧化皮的脱落，这会引起一系列的连锁反应，对电站运行安全造成严重影响。
本文主要探讨超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的原因、特征，以及如何有效的预防和治理这种现象。
一、氧化皮形成的原因锅炉的材质多是铁合金等金属材料，长期高温高压下，锅炉表面易出现氧化皮，这主要由以下原因导致：1、锅炉内部能量受限，产生较大热负荷，造成表面局部过热，从而发生氧化皮。
2、装置中存在一些缺陷，如气孔，层状缺陷，交界区缺陷等，加之局部应力集中，会使孔隙处易于产生氧化皮。
3、大气环境因素也是造成锅炉氧化皮的重要原因之一，腐蚀、污染等环境因素会大大加剧锅炉氧化皮的产生过程。
二、氧化皮脱落的特征锅炉内部存在有氧化皮，它会影响锅炉的安全性和运行效率，主要表现在以下几个方面：1、导致锅炉内部烟道堵塞，严重影响烟气排出和气流过程。
2、产生铁锈，使水质变劣。
3、降低了锅炉表面的光泽。
4、在烟囱周围形成污染物，使附近居民的生活和健康受到影响。
三、预防与治理措施为了预防和治理锅炉氧化皮脱落现象，超临界机组电站锅炉需要采取以下措施：1、加强锅炉表面的清洗和维护，防止氧化皮过度脱落。
2、有效避免锅炉起火的过程中产生过度的热负荷，一定程度上减少氧化皮的产生。
3、及时排放排污，保障锅炉内部水质的良好。
4、加强管理，设立专门的锅炉维护检测团队，对锅炉的状态进行全面的分析和检测，及时发现问题并解决。
综上，超临界机组电站锅炉氧化皮脱落问题需要有效防范和控制。
必须加强锅炉内部的管理和维护工作，严格按照标准要求，加强对氧化皮的清洗和护理。
同时也要加强锅炉的检测，及时解决锅炉内部存在的问题，确保超临界机组电站锅炉的运行安全、高效。
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治
超临界机组电站锅炉氧化皮脱落的分析与防治超临界机组电站锅炉是目前发电行业中使用最为广泛的一种锅炉。
这种锅炉有着高效、节能、环保等优点，同时也有一些缺点，比如对水质要求高、管子受热容易脱落等问题。
其中，在使用过程中，锅炉内部可能产生氧化皮，这对锅炉的安全和稳定运行都会造成严重危害。
氧化皮的产生和脱落氧化皮是指金属表面由于氧化反应而产生的一层薄膜。
超临界锅炉中，锅炉管道在高压、高温下运行，内壁受热膨胀、冷缩，表面产生张应力和压应力，此时管道表面的氧化皮会随着这种应力变化而形成和分裂。
当应力超过氧化皮的强度时，氧化皮就会脱落。
这种脱落现象可能产生划伤、切割管道或喷射高速氧化皮的碎片，造成管路遭受撞击打击或者再次被烧损等情况。
氧化皮的危害和防治氧化皮的产生和脱落会给锅炉带来一系列的安全隐患和稳定性问题。
首先，氧化皮具有硬度较高、易剥脱、斑块较大等特点，这些特性尤其在制造过程中加工不当时易于形成，极易造成管道损伤和泄露事故。
同时，氧化皮脱落的碎片会携带一定能量、速度和射程，如果撞击到周边的管道或设备上，极易造成这些设备的故障和损坏。
有效措施为了有效防治超临界锅炉内氧化皮的产生和脱落，需要采取以下措施：1.严格控制水质：氧化皮的产生和脱落与水质、雾化水分造成的挥发物和含氧及其它因素有很大关系，所以加强水质控制，减少管道受损，对于防治氧化皮的产生和脱落具有重要意义。
2.加强检修：定期对锅炉进行检修，及时发现氧化皮及时清除，更换不良的管路元件，修复损坏的部位。
3.提高制造质量：超临界锅炉的制造过程中，需要加强质量管理，在金属成形、焊接、热处理、清洗等关键环节环节上加强控制品质，确保零件不出现明显质量问题。
4.改善运行条件：为了使锅炉在高效、节能、环保的同时避免氧化皮脱落问题的发生，还需要改善运行条件，优化锅炉的操作过程，保证锅炉的运行在一个稳定的状态下。
总之，超临界锅炉在使用过程中出现氧化皮的现象，必须给予高度重视。
超临界机组氧化皮机理分析及防治对策
112研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2019.06 (下)近年来发电技术不断发展，高效型超超临界供热机组再热汽温已达620℃，机组发电煤耗和污染物排放水平大幅降低，但是随着机组初参数尤其是温度参数的大幅提高，过热器、再热器管材汽侧的高温氧化问题日益突显，带来了超临界锅炉氧化皮脱落爆管、汽轮机固体颗粒侵蚀等难点问题。
氧化皮脱落后聚集在受热面U 型弯底部，使受热面管道的通流截面减小、流量降低，对受热面管子的冷却效果减弱，高过、高再等高温锅炉受热面管材短期过热，导致高温受热面爆管；受热面管壁剥落的坚硬金属氧化物粒子随蒸汽进入汽轮机，造成汽轮机入口流通部分固体颗粒侵蚀与汽轮机叶片损害。
超临界锅炉氧化皮脱落问题已成为影响机组安全与经济运行的主要问题之一。
为此研究锅炉氧化皮产生的机理，掌握金属材料高温氧化与脱落的规律，并对相关技术参数进行优化，制定预防锅炉高温受热面氧化皮产生、脱落、聚积的相应对策，对提升机组的安全、经济运行特性，具有较大的指导意义。
1 锅炉氧化皮机理分析1.1 氧化皮生成机理分析金属的氧化主要通过氧离子的扩散来不断进行，可以认为高温蒸汽管道内壁氧化膜的生成是一个化学、物理过程。
若化学反应生成的氧化膜不牢固，生成的氧化膜不断剥落，则致密的氧化膜对金属的保护作用消失，金属氧化的过程不断持续进行。
氧化皮的生长速度与管材温度和运行时间都有关系，机组运行时间越长，氧化膜的厚度越大，有资料表明金属温度和氧化速度之间呈指数曲线关系，金属温度越高，氧化速度越快。
一般情况下，锅炉管材蒸汽侧氧化皮的断面形貌呈现双层结构特征，内层与外层氧化物厚度也大体相当。
大量的研究工作表明，外层氧化物得成分主要是Fe 3O 4，内层氧化物的成分主要是(FeCr)3O 4，随着管材中Cr 含量的增加，其内层氧化物中Cr 的含量也相应增加。
通常情况下，外层氧化物微观形态呈现粗大柱状晶结构，疏松多孔，内层氧化物呈现尖晶石结构，较为致密。
超(超)临界锅炉氧化皮的产生及综合治理-陈永
（但恰恰国内锅炉材料使用标准中没有对金属抗氧 化特性进行相关的规定，导致锅炉材料实际运行 温度较高，抗氧化能力较差）
1、合金元素Cr含量的影响
2、晶粒度的影响
TP347（粗晶粒钢）和TP347HFG管子在高温蒸 汽条件下所生成的氧化膜结构
3、材料处理工艺
• 表面喷丸处理有利于提高材料抗氧化性能，超超临界锅 炉高温过热器和再热器管可考虑使用超细晶粒 TP347HFG钢或经内部喷丸处理的Super304H钢。
4、温度和时间的影响
在受热面管材基本选定的情况下，相应的材料影响因素即已 确定。那么影响管壁氧化皮生成的因素就主要是管材所在的 运行工况，其中最主要的就是管材所处的工作温度和氧化时 间。
的投运对炉膛热负荷有瞬间冲击，炉膛出口烟气温度升 高，而启动阶段过热器内蒸汽流量较小，管内蒸汽温度 和壁温均波动较大，甚至参数升高较快超过汽机要求的 冲转参数，而将主汽参数最便捷的方法便是投减温水； 注意锅炉升压时，压力与温度匹配，升压时应保证蒸汽 流量的同步增加，避免出现蒸汽流量不增加，蒸汽温度 快速增加的现象； 在冲转和初始升负荷期间，采用带旁路启动，尽量建立 较大的主蒸汽流量，同时提高冲转及并网时蒸汽参数；
七、氧化皮检测与清理
随着氧化皮厚度的增加以及运行时间的增长，氧化皮所允许的应变值 逐渐减小，应变值一旦超出允许应变极限，剥落就会发生。这时的厚 度就称为临界厚度，它与管材的温度、材质和运行条件有关。其中影
响较大的是氧化层本身和母材各自的热膨胀系数。（例如已经发现 铬钼钢管氧化皮，内外层同时剥离，剥离层厚度通常超过 0.2mm；而不锈钢管只剥落0.01～0.05mm的外层。即铁素体
探究超超临界机组氧化皮生成、膜剥落及预防措施
探究超超临界机组氧化皮生成、膜剥落及预防措施发表时间：2020-06-18T05:44:03.439Z 来源：《福光技术》2020年4期作者：赵飞熊[导读] 文章从锅炉蒸汽系统、锅炉水系统两个角度入手，对超超临界机组氧化皮的生成机理进行了分析；对超超临界机组氧化皮的剥落条件进行了阐述；围绕吹洗技术有效应用与锅炉机组运行控制两个方面，研究了超超临界机组氧化皮生成与剥落的可行预防措施。
赵飞熊山西漳泽电力长治发电公司山西大同 037001摘要：文章从锅炉蒸汽系统、锅炉水系统两个角度入手，对超超临界机组氧化皮的生成机理进行了分析；对超超临界机组氧化皮的剥落条件进行了阐述；围绕吹洗技术有效应用与锅炉机组运行控制两个方面，研究了超超临界机组氧化皮生成与剥落的可行预防措施。
关键词：超超临界机组；氧化皮；蒸汽管道引言基于锅炉设备高温高压的运行特点，以及其金属构件的材料特性，氧化皮现象在锅炉机组的投用运行中经常发生。
若相关人员未及时对氧化皮进行有效处理，将很容易发生管道堵塞的问题，进而引发锅炉超温爆管的问题，进而对机组整体的运行效率产生负面影响。
一、超超临界机组氧化皮的生成机理从目前来看，可将超超临界机组的氧化皮分成两种，一为产生于锅炉蒸汽系统的氧化皮，一为产生于锅炉水系统的氧化腐蚀物。
具体来讲，两种氧化皮的生成机理如下：（一）锅炉蒸汽系统氧化皮的生成第一，锅炉蒸汽系统可能在加工阶段生成氧化皮。
在蒸汽管道加工制造的过程中，超过 570℃的高温金属与氧气发生反应，进而形成“FeO/Fe3O4/Fe2O3”的三层氧化皮结构。
经过相关试验显示，蒸汽管道在加工阶段生成的氧化皮结构并不稳定，故而比较容易脱落。
但如果脱落不完全，相关部位将很容易出现腐蚀问题。
所以，超超临界机组在正式投用前，相关人员应对其进行酸洗处理，以此实现加工氧化皮的充分去除。
其后，再实施钝化处理，为机组系统运行中优质氧化层的稳定形成夯实基础。
最后，在基础建设时期的机组系统调试阶段，相关人员也可对蒸汽管道、过热器等部位进行吹扫处理，以冲掉易于脱落的加工氧化皮，并促进优质氧化层的快速形成，也能达到降低腐蚀故障几率、强化超超临界机组抗氧化能力与运行寿命的效果 [1]。
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超（超）临界机组氧化皮生成、剥落机理与防治措施锅炉水/蒸汽流通系统中氧化皮的生成、剥落与沉积主要集中在炉前高压给水系统、水冷壁、过热器、再热器、主汽调门中。
氧化皮的生成、剥落与沉积受温度、压力、蒸汽参数（密度、离子积、介电常数、PH、氢电导率、阴离子含量、比电导率、氧化还原电位）、蒸汽溶氧量、蒸汽含铁量、蒸汽铬酸根含量等多种参数共同控制。
在锅炉不同位置氧化皮的生成、剥落、沉积机理不同，炉前高压给水系统和水冷壁中的氧化皮的沉积主要是流动加速腐蚀所致。
再热器、过热器与主汽调门中的氧化皮形成、剥落与沉积机理更加复杂，总的来说控制蒸汽含铁量、控制蒸汽氧化还原电位、降低蒸汽溶氧量有助于减少氧化皮的形成、剥落与沉积。
图1 电厂系统图一、生成、剥落与沉积原理1.1、氧化皮在炉前和水冷壁中的生成、剥落与沉积机理碳钢在水中不稳定，有腐蚀倾向，只有在钢表面形成稳定的氧化膜后，才能保持稳定。
在不同温度条件下，氧化膜的形成机制不同，其微观结构也不同。
在较低温度条件下形成的磁性铁氧化膜是多孔、疏松的。
在较低温度下，氧化膜的形成分为3步：第一步：Fe的氧化和H+的还原:Fe→Fe2++2e-；2H++2e-→H2；总反应为：Fe+2H2O→Fe2++2(OH-)+H2 (1)第二步：Fe2+和2(OH-)极易发生反应生成Fe(OH)2；Fe2++2(OH-)→Fe(OH)2 (2)第三步：Fe(OH)2被氧化生成Fe3O4；3Fe(OH)2→Fe3O4+4H2O+H2↑由式(1)可见，在较低温度下，氧化膜的形成需要有一定量的铁离子和氢氧根。
钢表面上的铁离子是由腐蚀过程扩散至表面的，而氢氧根则与水的PH值有关。
磁性氧化铁的形成通常受形成和溶解2个反应动力学控制。
任何条件的变化导致此动力学状态改变时，都会影响磁性氧化铁的稳定。
扩散系数和介电常数等因素会综合影响碳钢的腐蚀速率。
图2 给水系统管道腐蚀控制因素根据温度和压力的不同，碳钢表面可以分3个区域：第1个区域是磁性氧化铁稳定区；第2个区域是磁性氧化铁溶解区；第3个区域是磁性氧化铁沉积区。
在相对低温、低压的高密度区域内，相对介电常数很大，但水的扩散系数很小，由于溶剂(水)和溶质(铁离子)在磁性氧化铁的毛细孔道中很难扩散，因此碳钢的实际腐蚀和沉积速率都很慢，此区域属于磁性氧化铁稳定区；在高密度的超临界压力、相对图3 压力与温度对腐蚀的影响低温有限区域内，扩散系数很大，介电常数也较大，碳钢的实际腐蚀速率相应较快，此区域属于磁性氧化铁溶解区；在高密度的超临界压力、较高温区域内，扩散系数和介电常数随温度升高而减小，当介电常数小于15时，水中铁离子发生大规模缔合，磁性氧化铁的形成占绝对主导地位，此区域属于磁性氧化铁沉积区。
通常把超临界水介电常数Ds=15时的温度称为磁性氧化铁沉积温度，超过这个温度，超临界水中的铁离子就会发生大规模的缔合，从而导致磁性氧化铁沉积。
在超（超）临界机组中从凝结水精除盐装置出口至给水泵入口，凝结水和低压给水的温度和压力均较低，磁性氧化铁的实际溶解度较小，因而水中铁离子含量较少，总体上略有增加，但不会有明显变化；在给水泵出口，给水压力急剧增大，达到超临界压力，但温度较低(除氧器出口温度)，此时，磁性氧化铁在给水中的实际溶解度较大，因此给水中的铁离子含量大大增加；在省煤器入口，由于给水经过高压加热器后温度升高，扩散系数减小，介电常数也下降到20左右，磁性氧化铁溶解度有所下降，但给水中的铁离子尚未出现大规模缔合；在省煤器中，给水进一步被加热，扩散系数进一步减小，特别是介电常数下降到15以下，铁离子发生大规模缔合，水中大部分铁离子沉积在省煤器内的金属表面上；在水冷壁中，温度上升至临界温度以上，铁离子的溶解度降至很低，但由于大部分铁离子已经沉积在省煤器中，因此水冷壁中的铁离子沉积量不会太多，而在水冷壁节流圈处压力突然减小，导致离子溶解度跳跃式减小，过剩的铁离子将迅速以磁性氧化铁形式析出。
虽然节流圈处流速较大，但由于磁性氧化铁具有图4 磁性氧化铁生成、溶解与沉积区域图磁极，类似于磁铁矿，因此仍然会集中沉积在节流圈附近，节流圈孔径越小，压差越大，磁性铁越容易沉积在节流圈上。
当节流圈上产生磁性铁沉积后，孔径越来越小，沉积速率则越来越大，直至水冷壁过热，甚至发生爆管；在其后的顶棚、包覆墙系统以及过热器系统中，基本不会再发生铁离子的沉积。
当省煤器入口给水中的铁离子含量低于一定数值(与主蒸汽铁离子含量接近，一般为0.5~1.0ug/L)时，省煤器管内壁及水冷壁节流圈附近均不会产生沉积。
这个数值可通过水汽系统铁离子查定试验(在机组水汽循环系统各有关部位同步取样检测铁离子含量)确定，应作为给水中铁离子含量的控制标准。
1.2、超（超）临界机组高温受热面内壁氧化皮生成机理、氧化皮剥落原因超（超）临界机组常用合金在高温微氧（0.13～1.3PaO2）蒸汽中暴露一段时间后，在合金基体上生成双层氧化皮，外层是磁性四氧化三铁（Fe3O4）相；在外层与合金基底之间的物相主要由晶粒极细的Fe-Cr尖晶石化合物构成，其中夹杂着粗大晶粒FeCr2O4尖晶石。
在高温条件下磁性四氧化三铁（Fe3O4）相的生成不可避免，蒸汽管道内会出现水分子中的氧与金属元素发生氧化反应，称为蒸汽氧化。
1929年由Schikorr研究得出，在无溶解氧的水中，铁和水反应生成Fe3O4并放出氢，并得到广泛认同。
二十世纪七十年代，德国的科学家通过电子显微镜的观察，又进一步确定了铁-水反应的就位氧化过程。
金属表面的氧化膜并非由水汽中的溶解氧和铁反应形成的，而是由水汽本身的氧分子氧化表面的铁所形成的。
其化学反应方程式如下：3Fe → Fe2++2Fe 3+ +8e－4H2O → 4OH－+4H+Fe 2+ +2Fe 3+ +4OH－→ Fe3O4+4H+4H++4H++8e－→ 4H2--------------------------------------------3Fe+4H2O → Fe3O4+ 4H2对于锅炉而言，在450℃～700℃的温度范围内，蒸汽通路中的高温水蒸气是强氧化剂，管道内会出现水分子中的氧与金属元素的氧化反应，称之为蒸汽氧化，这是氧化皮产生的电化学机理。
就是管道内壁在没有溶解氧的环境中，仅在水蒸汽的作用下，也可以发生氧化反应，形成氧化皮。
决定高温受热面(包括过热器、再热器和主汽调门等)内壁氧化皮生成厚度的因素主要有8个：①温度的高低；②时间的长短；③基体含铬量的高低；④铁素体与奥氏体的差异；⑤合金钢晶粒粗细；⑥是否经过冷作硬化；⑦蒸汽PH值；⑧蒸汽阴离子含量。
温度的高低和时间长短的影响可以用拉森—米勒参数(Larson-Miller Parameter，LMP)表达，温度是最重要的影响因素。
在抗蒸汽氧化性能方面，一般的规律是：高铬钢优于低铬钢；奥氏体钢优于铁素体钢；细晶粒钢优于粗晶粒钢；冷作硬化(如喷丸)钢优于非冷作硬化钢；蒸汽高PH 值与低阴离子含量有助于抑制氧化皮的生成。
影响过热器(SH)、再热器(RH)以及主汽调门等氧化皮剥落的主要因素也有6个：①氧化皮厚度，氧化皮临界厚度(critical scale thickness )是指当氧化皮厚度超过某个数值时，剥落的风险就非常大；在安全厚度和临界厚度之间，氧化皮剥落的可能性也是存在的，剥落与否取决于温度变化的速率和氧化皮内部的空穴缺陷等因素。
一般认为，奥氏体钢氧化皮的临界厚度为150μm。
但是此种说其实是有前提条件的。
因为氧化皮的临界厚度并不仅仅与金属母材有关，还取决于氧化皮所承受的总弹性应变以及氧化皮的结构和组分等因素；②合金热膨胀系数；③蒸汽湿度；④锅炉启、停方式和频率；⑤蒸汽温度或金属壁温；⑥蒸汽氧含量。
一般的规律是：氧化皮的厚度超过某一临界值后，剥落的可能性大大增加；合金与金属氧化物热膨胀系数差异越大，氧化皮剥落的可能性就越大；湿蒸汽可能引起氧化皮剥落，且蒸汽湿度越大，氧化皮剥落的可能性越大；锅炉启、停速度过快，可能引起氧化皮剥落；锅炉启、停频率越高，氧化皮剥落的可能性越大；蒸汽温度(或金属壁温)超过某一临界之后，氧化皮剥落的可能性增大，且温度越高，氧化皮剥落的可能性越大；蒸汽溶氧量过高会影响保护层（Cr2O3）的稳定性，当蒸汽溶氧量较高（氧化还原电位高）时，氧与Cr2O3反应生成气态物质H2CrO4，其化学反应方程式如下：Cr2O3(s)+2H2O(g)+1.5O2→2H2CrO4(g)H2CrO4通过疏松的外层磁性四氧化三铁（Fe3O4）散逸，逐步形成空穴，空穴相连形成空腔。
当双层氧化皮界面的粘结强度降低到一定程度，就会发生外层氧化皮剥落。
高温受热面内壁氧化皮生成、剥落过程如图6所示。
图5 蒸汽PH与溶氧量对Cr2O3稳定性的影响图6 高温受热面内壁氧化皮生成、剥落历程如果剥落氧化皮数量较多，随蒸汽在锅炉内循环，聚集在弯管处堆积，就容易造成堵管，引发爆管。
二、防治措施从现有运行的超（超）临界机组高温受热面氧化皮问题来看，现场的运行条件、材质的使用等级，材质的进厂质量、锅炉水处理方式等多方面因素共同影响氧化皮的生成、剥落与沉积。
下面将对这些影响因素逐一进行分析，找出防治氧化皮快速生成、剥落与沉积方法和措施。
2.1、水处理：2.1.1、水处理综述目前，锅炉水处理方式主要有3种：A VT(R)、A VT(O)与CWT。
在A VT(R)方式下，高压给水系统、省煤器与锅炉水冷壁内管壁极易生成双层结构的磁性氧化膜（Fe3O4），生成氧化膜的量受给水温度、压力和PH值等因素影响。
在较低温度（50℃～200℃）条件下形成的磁性铁氧化膜是多孔、疏松的，不耐冲刷，因此给水和湿蒸汽系统图7 A VT(R)处理方式下氧化膜形态极易发生流动加速腐蚀（FAC)；在A VT(R)方式下，高温受热面（包括过热器、再热器和主汽调门等）虽然有磁性氧化铁的生成，但由于蒸汽溶氧量很低，氧化皮保护层Cr2O3比较稳定，界面处生成易挥发的H2CrO4的量很少，氧化皮不易剥落。
在CWT方式下，给水系统金属表面的氧化膜最外层为致密的α-Fe2O3和FeOOH，阻碍了多孔的磁性氧化物的扩散通道，形成了低渗透性氧化层，从而起到保护金属表面的作用。
但与A VT(R)方式正好相反，蒸汽溶解氧较高时，会使蒸汽通道系统中的电化学电位(ORP)升高，在一定条件下含氧蒸汽与含氧蒸汽相接触的金属多层氧化皮富铬层发生铬氧化逃逸，在氧化皮中形成空穴缺陷，最终导致氧化皮脱落，引起锅炉过热器、再热器管超温甚至爆管等事故。
图8 CWT处理方式下炉前与水冷壁中氧化膜形态表1：三菱AVT(R)与CWT水处理方式水质对比给水标准AVT(R) CWT总硬度~0 ~0溶解氧(μg/L) ≤5 30～200（目标值30～50）铁(μg/L) ≤10 ≤5，目标值≤1铜(μg/L) ≤5 ≤5 二氧化硅(μg/L) ≤20 ≤10PH值25℃8.5-9.5 8-9 电导率(μs/cm) ≤0.2 ≤0.15，目标值≤0.1结合A VT(R)与CWT水处理方式的优缺点以及超（超）临界机组氧化皮生成、剥落与沉积的原因，精确控制给水系统与蒸汽系统中的氧含量、给水Cl－含量、给水PH、给水电导率与氢电导率、给水OPR 等可以有效的解决锅炉氧化皮问题。