锅炉的腐蚀与防腐

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锅炉的腐蚀与防护
三、电化学基本知识 1、电极电位 金属表面和溶液之间存在的电位差称为 Fe＋ Fe＋H2O Fe2＋. H2O ＋2e 2、气体电极 平衡电位（可逆），非平衡电位（不可逆） ），非平衡电位 3、平衡电位（可逆），非平衡电位（不可逆） 原电池： 4、原电池：化学能转换为电能的系统 腐蚀电池： 腐蚀电池：由原电池引起的金属电化学腐蚀 电动势： 5、电动势：原电池两极间的最大电位差 极化：电位差降低，减缓腐蚀； 6、极化：电位差降低，减缓腐蚀； 去极化：使极化作用减小，加速腐蚀； 去极化：使极化作用减小，加速腐蚀； 保护膜：阻碍金属腐蚀的保护膜、 7、保护膜：阻碍金属腐蚀的保护膜、 8、腐蚀速度的两种表示方法
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金属腐蚀概论 锅炉系统中常见的腐蚀形式 锅炉腐蚀的影响因素及防止方法 给水系统的除氧 停炉腐蚀与保护
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第一节 金属腐蚀概论
1 、腐蚀对锅炉的危害 腐蚀：材料与环境发生反应而引起材料的破坏或变质。 2 、腐蚀：材料与环境发生反应而引起材料的破坏或变质。 金属腐蚀： 金属腐蚀：金属的表面和周围介质发生化学或电化学作用而遭到 破坏的现象。 破坏的现象。 金属腐蚀的分类： 3、金属腐蚀的分类： 按腐蚀原理：化学腐蚀、电化学腐蚀； 按腐蚀原理：化学腐蚀、电化学腐蚀； 按形态：均匀腐蚀、局部腐蚀； 按形态：均匀腐蚀、局部腐蚀； 金属腐蚀比较直观实用的分类方法是根据金属腐蚀破坏形态来分类： 金属腐蚀比较直观实用的分类方法是根据金属腐蚀破坏形态来分类： a、全面腐蚀 b、电偶腐蚀 c、孔蚀 d、缝隙腐蚀 e、选择性腐蚀 f、晶间腐蚀 g、磨损腐蚀 h、应力腐蚀破裂 i、腐蚀疲劳 j、氢损伤
二、停用锅炉腐蚀的特点
主要是氧腐蚀；比运行中严重；主要形态是点蚀。
三、停炉腐蚀的影响因素
1、湿度 2、含盐量 3、金属表面清洁程度
四、停炉保护方法
1、干式保护法 2、湿式保护法 3、联合保护法
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4、锅炉的腐蚀疲劳 、
腐蚀疲劳： 腐蚀疲劳：腐蚀介质 + 交变应力 腐蚀疲劳与应力腐蚀破裂的区别
应力腐蚀破裂 应力条件 介质条件 金属条件 裂纹特点 拉应力 特定介质 合金 有主裂纹， 有主裂纹，有分支 腐蚀疲劳 交变应力 腐蚀介质 纯金属、 纯金属、合金 有多条裂纹， 有多条裂纹，无分支
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第四节 给水的除氧
除氧方法： 除氧方法：
解析除氧、 1、热力除氧 2、真空除氧 3、化学除氧 4、解析除氧、5催化树脂除氧
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第五节 停用锅炉的腐蚀的保护
一、停用锅炉腐蚀产生的原因
锅炉停用后，外界大量的空气就会进入锅炉水汽系统内，尤其是锅炉冷却放 水后没有烧干时，金属表面会附着一层水膜，而空气中的氧则容易在此水 膜中溶解并达到饱和，且氧与铁发生腐蚀反应后，空气中的氧又会迅速不 断的加以补充，所以很容易导致金属的氧腐蚀，如果金属表面残留的锅水 中含有一定浓度的Cl－或SO4时，则腐蚀就会加重。
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三、沉淀物下的腐蚀
碱性腐蚀 发生原因 发生部位 腐蚀特征 NaOH 锅炉管壁 均匀减薄 酸性腐蚀 MgCl2、CaCl2、 、 、 少数炉管上 有明显凹坑
防止方法：防止炉管上形成沉淀物、 防止方法：防止炉管上形成沉淀物、控制水质
四、水蒸气腐蚀
产生条件： 产生条件：450℃以上 ℃
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2、锅炉的碱脆 、
碱脆：碳钢在 碱脆：碳钢在NaOH溶液中产生的应力腐蚀破裂 溶液中产生的应力腐蚀破裂 特点： 特点： 产生条件： 产生条件：浓碱 + 拉应力 防止方法： 防止方法：消除碱脆产生的条件
3、锅炉的氢脆 、
氢脆： 氢脆：氢扩散到金属内部使金属产生脆性断裂 氢脆不是应力腐蚀破裂 防止方法： 防止方法：减少金属和水质中的氢
Fe2O3 Fe3O4 Fe
2MeO
Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
570℃以下
570℃以上
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5、电化学腐蚀
电化学腐蚀：金属在电解质溶液中， 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中，由于金属表面发生原 电池作用而引起的腐蚀。 例如：氧腐蚀， 电池作用而引起的腐蚀。 例如：氧腐蚀，酸性腐蚀 金属在潮湿环境或在水中，易发生这类腐蚀。 金属在潮湿环境或在水中，易发生这类腐蚀。
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五、应力腐蚀
特点： 特点：应力和腐蚀介质共同作用 锅炉应力腐蚀主要有：应力腐蚀破裂、碱脆、 锅炉应力腐蚀主要有：应力腐蚀破裂、碱脆、氢脆和腐蚀 疲劳。 疲劳。 1、应力腐蚀破裂 、 应力腐蚀破裂是受拉应力的材料和特定的腐蚀介质的共同 作用而产生的一种脆性破坏。 作用而产生的一种脆性破坏。 产生条件和影响因素： 产生条件和影响因素： 应力：拉应力。 应力：拉应力。 材料： 材料：金属对应力腐蚀破裂的敏感性 环境：温度、成分、浓度和PH值 环境：温度、成分、浓度和 值 发展过程：裂纹的形成、扩展、 发展过程：裂纹的形成、扩展、断裂 形态特征： 形态特征：脆性断裂
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晶间腐蚀
奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式 在晶界及附近区域发生选择性腐蚀 主要危害——使金属破碎、强度丧失 主要危害
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应力腐蚀裂纹形貌特征
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4、化学腐蚀
化学腐蚀： 化学腐蚀：金属与周围介质发生化学反应而引起的金属腐 蚀。 特点：腐蚀过程中没有电流产生。 特点：腐蚀过程中没有电流产生。 例如： 例如：蒸汽对锅炉过热器管的腐蚀 2Me ＋ O2
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1) 2) 3)
1) 2) 3)
6、腐蚀的共同特性： 腐蚀的共同特性： 从热力学角度， 从热力学角度，腐蚀过程是晶界由不稳定向稳定转变 的自发过程； 的自发过程； 绝大多数的腐蚀过程都是化学、电化学过程； 绝大多数的腐蚀过程都是化学、电化学过程； 绝大多数的腐蚀发生在与介质接触的金属的表面。 绝大多数的腐蚀发生在与介质接触的金属的表面。 腐蚀危害： 7、腐蚀危害： 缩短锅炉使用寿命，造成经济损失； 缩短锅炉使用寿命，造成经济损失； 引起事故，影响锅炉安全运行； 引起事故，影响锅炉安全运行； 增加水中金属离子含量，引起受热面结垢。 增加水中金属离子含量，引起受热面结垢。
＋ －
石墨
碳钢
海水
石墨和碳钢构成的腐蚀原电池
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碳钢的电位低，构成了腐蚀电池的阳极， 碳钢的电位低，构成了腐蚀电池的阳极，也称负极产生了 氧化反应失去了电子： 氧化反应失去了电子： Fe Fe2＋＋2e 石墨的电位高，构成了腐蚀电池的阴极，也称正极， 石墨的电位高，构成了腐蚀电池的阴极，也称正极，产生 了还原反应，得到了电子： 了还原反应，得到了电子： O2＋2H2O＋4e 4OH－ 特点：两个不同的电极反应在不同的区域（ 特点：两个不同的电极反应在不同的区域（微阳极和微阴 上进行，而且有电流流过金属本身，在微电池中， 极）上进行，而且有电流流过金属本身，在微电池中，阳 极过程就是金属的腐蚀过程。 极过程就是金属的腐蚀过程。
防止方法：减少交变应力，降低介质腐蚀性， 防止方法：减少交变应力，降低介质腐蚀性，做好停炉保护
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第三节 金属腐蚀的影响因素及防止方法
电化学腐蚀取决于内因（如金属种类、结构、杂质和内应力）和外因 （如介质含盐量、含氧量、PH值、温度和流速）。
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外因： 外因：
1、溶解氧量 （含氧量对腐蚀速度的促进和减弱） 溶解氧量 PH值 2、PH值 （过低或过高都会破坏金属表面的保护膜） 3、盐的影响 Fe和Cu离子 离子（加速腐蚀） 4、Fe和Cu离子 温度的影响（密闭系统中，温度升高，腐蚀速度加快） 5、温度的影响 6、热负荷 流速的影响（速度越快，腐蚀越快） 7、流速的影响 防止方法： 合理选材2 水质调节3 形成表面保护膜4 防止方法： 1、合理选材2、水质调节3、形成表面保护膜4、其他
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第二节 锅炉系统中常见的腐蚀形式 溶解氧 一、溶解氧腐蚀
原理： 原理：铁和氧发生电化学腐蚀 特征： 特征：出现小鼓包
二、二氧化碳腐蚀 二氧化碳腐蚀
原理： 原理：酸性物质引起氢去极化腐蚀 特征：金属均匀变薄 特征：
二氧化碳腐蚀 氧 + 二氧化碳腐蚀
特征：没有腐蚀产物， 特征：没有腐蚀产物，腐蚀速度很快