高温腐蚀和低温腐蚀

腐蚀和防护概论第一章高温腐蚀

PBRVMeO M 1
VMe ZmD
PBR＞1只是氧化膜具有保护性的必要条件。因为PBR过大（如大于2），膜的内应力过大，易使膜破裂，也会失去保护性或保护性很差。
实践证明，保护性较好的氧化膜的PBR值应为1＜PBR＜2.5。
一些金属氧化膜的PBR比值 Nhomakorabea金属氧化膜 PBR 金属氧化膜
WO3 SiO2 Cr2O3 TiO2
三、常用金属的高温抗氧化性
1、金属铁的高温抗氧化性
金属铁在570℃以下有着良好的抗氧化性，氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4组成。当温度高于570℃，生成FeO，其熔点为1377 ℃ ，为p型半导体氧化膜，晶体中存在大量缺陷，此时金属铁的抗氧化性急剧下降。
2、金属Ni的高温抗氧化性
用而破坏。 • （4）膜的附着性，有与基体有相近的膨胀系数，
不易剥落。 • （5）膜的力学性，有足够的强度和塑性。
二、金属氧化膜的结构类型
纯金属在不同环境中所形成的氧化膜，其颜色、厚薄、连续性虽各有特色，但从结构上可把它们概括为常见的几种类型：
（1）离子型化合物氧化膜；（2）尖晶石型氧化膜；（3）刚玉型氧化膜；（3）半导体化合物类型氧化膜。
3、控制氧化膜的晶格缺陷浓度，降低离子扩散速率
当氧化膜抗氧化性不好时，可往合金中加入一些微量元素来改善基体氧化物的抗氧化性。例如，根据氧化物的半导体性质，加入少量某些金属元素，会改变氧化物晶格缺陷密度，降低离子扩散速率，从而使金属氧化速度受到相当的抑制。
哈菲（Hauffe）通过实验总结出一个原子价规律，它描述了合金元素对氧化膜晶格缺陷、电子和离子导电性以及氧化速率的影响。
化膜而排除掉基体金属抗蚀性差的氧化膜。例如，在钢中加入与氧亲合力较大（参考氧势

腐蚀与防护-第十一章高温腐蚀

• 抛物线规律：
多数金属和合金的氧化动力学曲线为抛物线。原因是生成致密的氧化膜，氧化速率与膜厚成反比，反应受扩散控制
y kt C
n
(n 2)
n<2，氧化的扩散阻滞并非与膜厚的增长成正比，如：应力、孔洞、晶界对扩散的影响 n>2，扩散阻滞作用比膜增厚所产生的阻滞更严重，如：掺杂等
• 增强氧化物膜与基体金属表面的粘附力
（4）铁和耐热合金钢的抗氧化性
• 铁的高温氧化
200～300℃出现可见的氧化膜 570℃以下，氧化物为Fe3O4和Fe2O3，抗氧化性强超过570℃时，在氧化膜内层生成FeO，结构疏散，
抗氧化性差
• 耐热钢的抗高温氧化性
加入Cr、Al、Si，提高抗氧化性；但过大则加工性恶化。加入Mo、W、V、Nb、Ti等，提高热强性合金元素的大量加入往往使钢的组织发生变化，奥氏体钢耐热性最好
煤、油等各种燃料燃烧后产生的混合气氛中常含有少量的硫及其它一些杂质，如低熔点的盐类 Na2SO4、K2SO4和低熔点的氧化物V2O5等，它们沉积于被氧化的金属表面，形成熔盐，使原来金属表面的保护性氧化膜破坏，从而造成对基体金属材料加速腐蚀的现象。这种高温腐蚀破坏过程不同于单纯的高温氧化，故称为热腐蚀
金属氧化膜的结构和性质
（1）金属氧化物的类型
• 严格化学计量比组成的化合物
有晶格缺陷，占化合物总数较少，如：MgO、CaO、
ThO2等
• 非化学计量比的化合物
① 金属离子过剩型氧化物（n型半导体），电子导电 ② 金属离子不足型氧化物（p型半导体），空穴导电
（2）金属氧化物的组成和晶体结构
• 组成
• 立方规律：
在一定温度范围内，某些金属的氧化服从立方规律

锅炉运行中的高温腐蚀

锅炉运行中的高温腐蚀、高温氧化和低温腐蚀：机理与应对策略一、高温腐蚀高温腐蚀是锅炉运行中最为常见的腐蚀类型之一。

在高温环境下，锅炉的金属壁面会受到氧化、硫化、氯化等化学反应的侵蚀，从而造成金属壁面的损伤和破坏。

高温腐蚀的主要影响因素包括温度、气氛组成、金属材料等。

1.温度：高温腐蚀通常发生在锅炉的高温区域，如燃烧器、过热器和再热器等部位。

随着温度的升高，金属表面的氧化反应速率也会加快，导致腐蚀加剧。

2.气氛组成：气氛组成对高温腐蚀的影响主要体现在氧气浓度、硫化物和氯化物等腐蚀性气体浓度等方面。

高氧气浓度和腐蚀性气体浓度会加速金属表面的氧化和腐蚀反应。

3.金属材料：不同种类的金属材料对高温腐蚀的敏感性不同。

例如，铁基合金在高温下容易发生氧化反应，而镍基合金则具有较好的抗高温腐蚀性能。

为了减轻高温腐蚀，可以采取以下措施：1.选用具有抗高温腐蚀性能的金属材料，如镍基合金等。

2.控制锅炉运行温度，避免超温现象。

3.改善锅炉内部气氛组成，减少腐蚀性气体浓度。

4.在金属表面涂覆防护涂层，如抗氧化涂层等。

二、高温氧化高温氧化是指金属在高温下与氧气发生反应，生成金属氧化物的过程。

高温氧化会使得金属壁面变厚、粗糙，甚至出现裂纹，从而影响锅炉的安全运行。

高温氧化的主要影响因素包括温度、氧气浓度和金属材料等。

随着温度的升高，金属氧化反应速率会加快，导致氧化层增厚；高氧气浓度也会促进金属氧化反应的进行；不同种类的金属材料对高温氧化的敏感性不同。

为了减轻高温氧化，可以采取以下措施：1.控制锅炉运行温度，避免超温现象。

2.改善锅炉内部气氛组成，减少氧气浓度。

3.采用耐高温氧化性能较好的金属材料。

4.在金属表面涂覆抗氧化涂层，如搪瓷等。

三、低温腐蚀低温腐蚀是指烟气中的硫酸蒸汽在较低温度下与金属表面发生化学反应，导致金属壁面损伤和破坏的现象。

低温腐蚀通常发生在锅炉的低温区域，如空气预热器等部位。

低温腐蚀的主要影响因素包括烟气成分、温度和金属材料等。

锅炉本体的腐蚀机理及防护

锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。

科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。

锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。

该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。

关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。

其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。

外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。

2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。

具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。

而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。

常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。

②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。

锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。

同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。

③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。

锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。

锅炉典型故障分析与识别

二、磨损
统计表明磨损已成为多数电厂四管爆漏故障的首要原因。某电厂直吹式煤粉炉在 1987~1998年间共发生四管爆漏29次，因烟气磨损造成达19次，占四管爆漏事故的65%以上。
(一) 类型
1. 飞灰磨损：烟气中燃烧气体和飞灰构成气—固两相流对管壁进行冲刷和切削，这种对管壁造成的磨损危害甚大。
2. 吹灰器造成的磨损：锅炉运行要求吹灰器（利用高压水或蒸汽）定时将受热面管壁沉积的煤灰、污垢吹扫干净，以改善传热，但若吹灰器安装或运行操作不当等原因，会造成对管壁的磨损损伤。吹灰器吹灰行程不够，吹灰角度不准，吹灰蒸汽温度过高、压力过大，吹灰器与受热面管壁距离太近，吹灰器故障卡涩退不回原位、吹灰器阀门内漏，吹灰器定点吹扫时间过长等是吹灰器附近或下方受热面管爆漏的主要原因。
4. 煤质的影响：实际燃煤发热量低于锅炉设计用煤时，要满足锅炉的设计出力，须增加燃煤量，而制粉细度受到设计出力的限制，粗煤粉颗粒影响炉内的着火和燃烧，使火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。
5. 三次风量大及锅炉漏风的影响：炉底除渣门经常开启，炉底漏风量加大以及三次风量大均造成火焰中心上移，使过热器管壁温度升高。
பைடு நூலகம்
(一) 类型
1. 管内壁腐蚀：也称水汽侧腐蚀、包括溶解氧腐蚀、沉积物垢下腐蚀、碱腐蚀、氢损伤、铜氨化合物腐蚀等。
2. 烟气侧腐蚀：可分为高温腐蚀、低温腐蚀
3. 应力腐蚀：也称冲蚀，它是管道受到腐蚀和拉（压）应力的综合效应
(二) 腐蚀故障机理
1. 管内壁腐蚀
(1) 溶解氧腐蚀
由于Fe与O2、CO2之间存在电位差，形成无数个微小的腐蚀电池，Fe是电池中的阳极，溶解氧起阴极去极化作用，Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。
6. 高压加热器投入率低，给水温度低于设计值，为维持锅炉的设计出力，势必要加大锅炉的进煤量，这样会引起过热汽温上升，造成过热器管壁超温。

不同温度下金属腐蚀机理比较与分析

不同温度下金属腐蚀机理比较与分析金属腐蚀是指金属在特定环境条件下，由于电化学反应或氧化还原反应而产生的破坏现象。

温度是影响金属腐蚀的重要因素之一。

不同温度下，金属腐蚀机理有所不同。

本文通过比较与分析不同温度下金属腐蚀机理，以期更好地了解金属腐蚀的本质。

首先，在低温下，金属腐蚀主要是由电化学反应引起的。

在低温环境中，金属表面的氧化物膜相对较稳定，可以保护金属内部的纯净金属。

但是，在一些特殊情况下，如存在腐蚀性物质时，金属表面的氧化物膜会被腐蚀，导致金属腐蚀的加剧。

此时，金属腐蚀机理主要是电解质中的离子与金属离子之间的反应。

当金属表面被腐蚀后，产生的金属离子会溶解到电解质中，而金属表面则进一步被腐蚀，形成一个腐蚀深度逐渐加深的过程。

其次，高温下的金属腐蚀机理与低温有所不同。

高温环境对金属的腐蚀具有较强的促进作用。

一方面，高温能够加速金属表面氧化产物的形成速率，导致金属表面的氧化物膜加速形成与腐蚀增强。

另一方面，高温下金属与氧气或其他腐蚀性物质的反应速率显著增加，从而加速了金属的腐蚀过程。

当金属表面的氧化膜因高温腐蚀而破坏时，金属表面的裸露部分会迅速被腐蚀，金属的腐蚀速率将变得很快。

在极高温度下，金属的腐蚀机理也有所不同。

在这种情况下，金属本身的物理性质可能会发生变化，如熔化、汽化等。

由于金属在极高温度下的化学性质与自然界中的化学物质反应往往会引起剧烈的金属腐蚀。

这种腐蚀具有明显的火焰腐蚀特征，常见于高温工况下的工业设备或火灾情况下。

总之，金属腐蚀机理在不同温度下有所差异，一般情况下，温度越高，金属的腐蚀速率越快。

不同温度下的腐蚀机理分析有助于我们了解金属腐蚀的本质和原因，并且可以为预防与控制金属腐蚀提供参考依据，从而保证金属材料的使用寿命和工作安全。

此外，金属腐蚀机理还与不同金属材料的化学性质、晶体结构等因素密切相关。

不同金属之间的腐蚀行为可能存在显著差异。

一般来说，钝性金属如黄金、铂等在大多数环境条件下都具有较好的抗腐蚀性能，而活泼金属如铁、铜等则容易被腐蚀。

城市生活垃圾焚烧炉受热面腐蚀预测

4.4 城市生活垃圾焚烧炉受热面腐蚀预测4.4.1腐蚀机理锅炉受热面烟气侧的腐蚀,根据发生腐蚀区域的烟温高低,可分为高温腐蚀和低温腐蚀。

高温腐蚀主要是指炉膛水冷壁管的烟气侧腐蚀和过热器或再热器管子的外部腐蚀;低温腐蚀主要是指空气预热器冷端的腐蚀或无空气预热器的低压锅炉的省煤器腐蚀。

高温腐蚀机理烟气中大量腐蚀性酸性气体在高温（＞300℃）下对锅炉过热器、炉排等产生腐蚀作用统称为高温腐蚀。

高温腐蚀又细分为气体腐蚀和盐腐蚀。

垃圾焚烧锅炉传热管的高温腐蚀如图4-14所示。

气相腐蚀主要包括金属材料的硫化现象，发生原因是烟气中的硫氧化物或氯化氢与金属离子作用而形成硫化铁和氯化铁，使金属材料失去氧化保护层而腐蚀。

熔融盐腐蚀又称为析出腐蚀，其形成原因是烟气中含有氯化氢和二氧化硫等腐蚀气体与飞灰中的Na2O、K2O等金属氧化物反应产生氯化氢和硫酸盐，前者再与锅炉材料中的铁反应形成氯化铁造成腐蚀；另一方面，飞灰中的硫酸氢盐也可与铁反应形成硫化铁（FeS）和碱性硫酸铁。

氯化铁和碱性硫酸铁在320～480℃之间生成，当温度增加到480～700℃之间时又会分解，这样不断循环反应产生金属腐蚀。

积灰图4-14垃圾焚烧锅炉传热管的高温腐蚀(1)焚烧锅炉过热器的高温腐蚀过热器高温腐蚀是氯化物气体（HCl）和SO3、Cl2气体对管壁间接和直接腐蚀，以及焦硫酸盐和碱金属对管壁的熔盐腐蚀。

管壁温度对腐蚀的影响很大,是影响腐蚀的最重要的因素之一。

对燃煤燃油锅炉的腐蚀研究发现,在300~500℃范围内,管壁外表面温度每升高50℃,腐蚀程度则增加一倍。

在垃圾焚烧炉中由于燃料含Cl 成分高,与燃煤燃油锅炉相比燃烧过程生成了更多的低熔点熔盐腐蚀物质,腐蚀程度随温度的变化更加剧烈,这也正是垃圾炉必须降低过热器蒸汽温度的原因。

当烟气具有一定高温时（770℃以上），烟气中熔融的R 2O 和RCl （R 为Na 、K 等碱金属）随着烟气冲刷管子并凝结在管壁上，同时还与烟气中的SO 3以及水（蒸汽）反应。

冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施

冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施在冶炼和化工设备中，金属材料是常用的材料之一，它们承担着重要的结构和功能作用。

由于工作环境的复杂性和严酷性，金属材料容易受到腐蚀的影响，导致设备的损坏甚至彻底失效。

了解金属材料的腐蚀原因及预防措施对于延长设备的使用寿命具有重要意义。

一、腐蚀的原因1.化学腐蚀：化学腐蚀是指金属在与其周围环境中的化学物质发生作用时遭受侵蚀的现象。

金属与酸、碱、盐等强腐蚀性物质发生反应，导致金属的表面受到侵蚀，出现锈蚀、脱层等现象。

2.电化学腐蚀：电化学腐蚀是指金属在电化学环境中发生的一种失去电子的过程。

在存在电解质的介质中，金属形成电化学电池，其阳极发生氧化，而阴极发生还原，从而导致金属的腐蚀。

3.高温腐蚀：在高温环境下，金属材料容易受到氧化、硫化、氯化等气体的侵蚀，从而导致金属的快速腐蚀。

4.应力腐蚀：当金属材料受到外部应力作用时，容易在腐蚀介质中发生腐蚀现象，导致金属的腐蚀速度加快。

1.不锈钢不锈钢是一种抗腐蚀能力较强的金属材料，但在某些特殊环境下依然容易受到腐蚀的影响。

主要原因包括：氯离子侵蚀、硫化氢侵蚀、高温氧化与硫化等。

为了防止不锈钢的腐蚀，可采取以下预防措施：选择合适的不锈钢材料、采用表面处理技术(如阳极氧化处理)、减少接触氧化剂和氧化性介质。

2.铝合金铝合金在空气中形成的氧化层可以起到一定的防腐蚀作用，但在含氯离子和硫化物环境中容易发生腐蚀。

预防措施包括：采用镀层保护技术(如镀锌)、选用抗腐蚀性能更好的铝合金材料、避免长时间暴露在高温高湿环境中。

3.铜铜材料在空气中容易形成氧化层，具有一定的抗腐蚀性能，但在存在酸性介质中容易受到腐蚀。

预防措施包括：选择抗酸性能更好的铜材料、定期对设备进行清洗和维护、采用化学防腐蚀处理技术。

4.碳钢碳钢是一种常用的结构材料，但在含氧化性介质的环境中易受腐蚀影响。

预防措施包括：选择合适的碳钢材料、采用喷涂涂层技术(如喷涂防腐涂层)、实施阴极保护措施。

腐蚀试验标准

腐蚀试验标准腐蚀是危害工业设备及环境的一类重要衰减影响，其直接或间接影响着工程项目的安全、经济运行和长期使用的性能。

所以，科学准确的腐蚀试验标准一直极受工业界的重视和关注，规定了各种材料在不同环境中的腐蚀情况。

一般来说，腐蚀试验标准可以按温度、PH值、水质、气体组分、金属种类以及污染物等环境要素来规定。

根据温度，腐蚀试验标准大体可以分为低温腐蚀试验标准和高温腐蚀试验标准。

低温腐蚀试验标准主要针对低温环境，根据温度不同，将腐蚀试验标准分为-20℃的腐蚀试验标准、-40℃的腐蚀试验标准、-80℃的腐蚀试验标准等；高温腐蚀试验标准则是针对高温环境，如300℃的腐蚀试验标准。

PH值也是影响腐蚀试验标准很重要的一种因素，它是衡量溶液是否具有酸碱性的指标。

根据不同的PH值，腐蚀试验标准可以分为碱性腐蚀试验标准、中性腐蚀试验标准和酸性腐蚀试验标准。

另外，根据水质、气体组分、金属种类以及污染物等不同环境要素，腐蚀试验标准也可以进一步拆分，如海水腐蚀试验标准、阴极保护腐蚀试验标准、游离氯腐蚀试验标准、氯仿腐蚀试验标准、SO2腐蚀试验标准、H2S腐蚀试验标准、碳酸钙腐蚀试验标准、铁、铜腐蚀试验标准、锰合金腐蚀试验标准等。

针对不同的腐蚀试验标准，各个国家或地区也有不同的要求，比如中国接受国家标准和行业标准，有《水系锈蚀试验方法》GB/T21939-2008、《气态锈蚀试验方法》GB/T 9808-2006、《碱性腐蚀试验方法》GB/T 27954、《建筑机械表面腐蚀试验方法》JB/T 6354、《空气中悬浮颗粒物腐蚀试验方法》JB/T 8093等。

腐蚀试验标准在不同地方也可能有些不同，但关键要实现科学准确地测试各种材料在不同环境中腐蚀的情况，这样才能有时有效地确定出腐蚀应力，确保工程项目的安全、经济运行和长期使用的性能。

因此，正确准确地使用腐蚀试验标准，为保证工程项目的安全运行和可靠性扮演着重要的角色。

硫化氢腐蚀温度范围

硫化氢腐蚀温度范围硫化氢是一种常见的有毒气体，具有剧烈的腐蚀性。

它在一定的温度范围内可以对多种金属和合金产生严重的腐蚀作用。

本文将重点探讨硫化氢腐蚀的温度范围。

硫化氢的腐蚀温度范围是指在一定的温度下，硫化氢对金属材料产生显著腐蚀的范围。

一般认为，在室温下，硫化氢对大部分金属的腐蚀性较低，但随着温度的升高，腐蚀性也逐渐增强。

以下将根据温度范围的不同，对硫化氢的腐蚀作用进行详细分析。

1.低温腐蚀（-50℃以下）：在较低的温度下，硫化氢的腐蚀性较弱。

常见的低温腐蚀主要发生在液态硫化氢或高压硫化氢气体的情况下。

一些金属，在低温下容易与硫化氢反应生成硫化物，从而导致腐蚀。

例如，在液态硫化氢中，铜、镍、钢等金属容易被硫化氢气体腐蚀，产生相应的硫化物。

2.中温腐蚀（-50℃~150℃）：在中等温度下，硫化氢的腐蚀性较为显著。

硫化氢在此温度范围内对钢材、铝合金、不锈钢等金属材料具有较强的腐蚀作用。

在石油、化工、电力等工业领域，中温腐蚀是一种较为常见的腐蚀形式。

例如，在炼油厂的硫化氢转氧化装置中，中温腐蚀对设备和管道的腐蚀问题常常需要引起重视。

3.高温腐蚀（150℃以上）：在高温下，硫化氢对金属材料的腐蚀力度进一步增强。

高温腐蚀主要发生在高温炉窑、燃气管道、锅炉和深海气田等条件下。

硫化氢气体在高温环境中与金属表面发生反应，会导致金属材料脆化、粉化和孔蚀等现象。

高温腐蚀对金属材料的损害更为严重，因此需要采取相应的防护措施，以延缓腐蚀的发生。

需要注意的是，硫化氢腐蚀的温度范围并非是确定的数值。

它受到多种因素的影响，包括硫化氢的浓度、氧气的含量、气体流速、金属的材质和表面情况等。

在实际生产和应用中，应根据具体情况来评估硫化氢的腐蚀风险，并采取相应的防腐措施。

总结起来，硫化氢具有一定的腐蚀性，在不同温度下对金属材料的腐蚀性能不同。

了解硫化氢腐蚀的温度范围，对于工业生产和设备维护非常重要。

只有在及时采取防护措施的前提下，才能有效降低硫化氢对金属材料的腐蚀作用，保证生产安全和设备的正常运行。

锅炉的烟气侧腐蚀

锅炉的烟气侧腐蚀（高温与低温腐蚀）上一篇/ 下一篇 2008-05-28 17:56:31 / 个人分类：交流查看( 7 ) / 评论( 1 ) / 评分( 1 / 0 )锅炉不仅水侧会发生腐蚀，烟气侧也会发生腐蚀。

水冷壁、不定期热器管、再热器管、省煤器管和空气预热器的烟气侧，受烟气或悬浮于其中的灰分的作用，会发生不同程度的腐蚀。

这种腐蚀包括高温氧化、熔盐腐蚀和露点腐蚀，前两种腐蚀为高温腐蚀，露点腐蚀称为低温腐蚀。

烟气单纯的氧化不会引起管壁的严重破坏，因为钢表面有一层保护膜，使钢的氧化速度受到一定的限制，因此，我们着重讨论熔盐腐蚀和露点腐蚀。

高温腐蚀主要指熔盐腐蚀，其特点为：熔盐有很高的导电性，对金属有腐蚀作用。

它有现金帐种形态，一种是金属溶解于盐之中，会生成一种络盐。

另一种是金属被氧化，金属以离子状态溶解，它于水溶液的腐蚀相类似，属于电化学腐蚀。

这是熔盐腐蚀的主要不得形式，尽管熔盐的温度、电导率与水溶液不同，但熔盐腐蚀的电化学性质和水溶液中的电化学性质相似。

熔盐体系和水溶液相比，它的电导率高，对电极反应的阻力小。

所以，在相同的电位差下，熔盐的腐蚀速度大。

在熔盐体系中，往往是氧化剂的迁移速度成为整个腐蚀的控制步骤。

一、锅炉的高温腐蚀一、硫腐蚀硫腐蚀包括硫酸盐腐蚀和硫化物腐蚀1、水冷壁管烟侧的硫酸盐腐蚀：引起水冷壁管烟侧的硫酸盐腐蚀的物质，是下硫酸盐和焦硫酸盐。

它们的腐蚀机理是不同的。

A：硫酸盐的机理为水冷壁管温度在310-420度，管壁由于氧化形成三氧化二铁层。

燃烧时升华出来的碱金属氧化物凝结在管壁上，与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸盐，粘附于管壁上并捕捉灰粒，粘结成灰层。

于是灰表面温度上升，外面形成渣层，最外层为流层。

烟气中的三氧化硫能够穿过渣层，在管壁和灰渣层的接触面，与三氧化二铁反应，然后，管壁上再形成新的三氧化二铁层。

这样管壁受到腐蚀。

B：焦硫酸盐的机理为管壁结渣中的硫酸盐与三氧化硫反应生成焦硫酸盐，它在310-400度的范围内成熔化状态，腐蚀性很强，与管壁的氧化层反应，只要有5%的焦硫酸盐存在，管壁将受到严重腐蚀。

腐蚀学原理--第九章高温腐蚀

9.2 金属高温氧化的热力学判据 9.2.1 高温氧化的可能性与方向性

对于高温氧化反应：
M+O2 → MO2 (9-1) 按照Van′t Hoff等温方程式，在温度T下此反应的自由能变 ' 化为： a MO2 GT GT RT ln ' ' a M pO 2
1 1 GT RT ln RT ln ' pO2 pO2

9.3.2 金属氧化膜的晶体结构

纯金属的氧化，一般形成由单一氧化物组成的氧化膜，如 NiO、MgO、Al2O3等。但有时也能形成多种不同氧化物组成的膜。例如，铁在空气中570℃以下氧化时，氧化膜由 Fe3O4和Fe2O3组成；当温度高于570℃时，氧化膜由FeO 、Fe3O4和Fe2O3组成(图9-5)。这是由于它们的高温热力学的稳定性不同所致。金属氧化膜有不同的晶体结构类型(表9-1)。合金氧化时，其氧化膜的组成和结构要比纯金属的复杂(表9-2)。纯金属与合金的锈皮组成结构的差异直接反映在锈皮的抗蚀性上。通常可借助于锈皮表面的光泽、颜色及其附着于金属的牢固程度来判断耐蚀性的优劣。锈皮的光泽和颜色，一方面与锈皮的组成和结构有关，另一方面也和锈皮的厚薄有关。随着锈皮的增厚，其颜色逐渐由浅变深。当厚度超过l00nm时，表面光泽已完全消失。
第9章
9.1.1 高意义
高温腐蚀是金属材料在高温下与环境介质发生反应引起的破坏。由于高温环境多种多样，因此金属在高温环境中的腐蚀形态、机理、速度和腐蚀产物各不相同。通常根据腐蚀介质的状态，把高温腐蚀分为三类。（1）高温气态介质腐蚀，通常称为高温氧化、高温气体腐蚀、燃气腐蚀或干腐蚀等。腐蚀介质包括单质气体分子如O2、H2、N2、F2、Cl2 等，非金属化合物气态分子如H2O、CO2、SO2、H2S、CO、CH4、HCl、 HF和NH3等，金属氧化物气态分子如MoO3和V2O5，金属盐气态分子如 NaCl、Na2SO4等。高温氧化是高温腐蚀中研究最久、认识较深入的一类，因此是本章讨论的重点。这类腐蚀至少在开始阶段是金属与气体介质的化学反应，属化学机理，因此也叫化学腐蚀。但在较厚的氧化膜的成长中，的确存在着电化学机制。因此，把高温氧化完全看成化学腐蚀是不恰当的。

尾部受热面低温腐蚀介绍

导致受热面泄露，大量空气经泄漏点短路进入烟气中，影响锅炉燃烧所用空气量，并使送、引风机负荷增加，电耗增大。造成低温粘结性积灰，会与管子金属结为一体，在运行中难以清除，造成排烟温度升高，引风阻力增大，锅炉出力下降，严重时被迫停炉清灰。严重的腐蚀将导致大量受热面更换，造成经济上的巨大损失。

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（3）腐蚀速度与金属温度的关系
在受热面壁温达到酸露点A 时，硫酸蒸汽开始凝结，腐蚀随之发生。此时硫酸浓度极高，凝结酸量少，腐蚀速度并不高。随着凝结酸量增多腐蚀速度达到最大值B点。此后随着壁温降低降低腐蚀速度至最低值C点。但因酸浓度接近56%，腐蚀速度开始上升。D点为水露点，此时会生成亚硫酸溶液，严重腐蚀受热面。

催化剂

腐蚀速度与管壁上凝结的酸量、硫酸浓度及管壁温度等因素有关。（1）凝结酸量越多腐蚀速度越快，当酸量达到一定程度时，对腐蚀的影响减弱。
（2）硫酸浓度与腐蚀速度关系随着硫酸浓度的增大，腐蚀速度先是增加，当浓度为 56% 时达到最大值，随后急剧下降，在浓度 60% 以上时，腐蚀速度基本不变并保持在一个相当低的数值。

锅炉炉管“四管泄漏”的原因

锅炉炉管“四管泄漏”的原因四管爆漏的种类和定义：四管爆漏是指锅炉热交换面中的水冷壁、过热器、再热器和省煤器四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损等各种原因发生破裂、泄漏，导致炉管失效，甚至引起锅炉事故停机。

根据其产生的原因不同，可以按表1分类：一、爆口特征判断法是现场确定爆管原因的重要手段。

爆口特征主要是指：（1）爆口位置:位于何种受热面的具体部位是向火侧还是背火侧。

（2）爆口形状①断口面是否垂直于轴向；②爆口边缘有无明显变薄情况，是锐边还是钝边；③爆口内壁有无积垢，外壁氧化情况，爆口附近宏观裂纹；④爆口附近内外壁有无明显的腐蚀坑；⑤爆口附近内外壁上的裂纹走向。

（3）爆口附近的金相：包括相的组成、数量、形态、大小和分布，以及各类金相裂纹(性质、大小、形态、走向及其与显微组织的关系等)，显微孔洞的大小和分布，珠光体球化程度和石墨化程度，脱碳、过烧、过热等。

二、过热爆管过热可分短期过热和长期过热两大类1、长期过热：长期过热爆管通常爆口不大，破口断面粗糙而不平整，管壁减薄不多，破口边缘是钝边，并不锋利，破口附近有众多的平行于破口的管子轴向裂纹。

由于长期在高温下运行，爆口附近往往有较厚的黑色氧化皮。

从蠕变原理上来说，破口应为塑性断裂，但蠕变爆管往往伴有应力腐蚀，这使爆口表现出脆性断裂的特征。

当管子过热时，管子会以加快了的蠕变速度发生管径胀粗，通常在爆口的金相图中可以看到明显的蠕变晶间裂纹，伴随有严重的球化现象。

由于长期在高温下运行，在裂纹发展的同时，也发生裂纹内部的氧化，结果在裂纹内壁上生成了氧化层，尤其是粗大的蠕变裂纹处，其氧化层更为明显。

2、短期过热：短期过热是由于管子在严重超温的情况下力学性能严重下降，管子在压力的作用下发生塑性变形以至爆破。

短期过热爆管按过热程度的高低又可分为:（1）瞬时过热爆管，温度在Ac3以上；（2）短期直接过热爆管；（3）小鼓包爆管。

瞬时过热爆管破口处呈喇叭状，管子严重减薄胀粗，边缘锋利，为韧性断裂，外表呈蓝黑色氧化组织。