高温腐蚀

高温腐蚀

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根据部分朋友的要求，我们继续分享一些关于高温腐蚀的资料。

高温腐蚀又称煤灰腐蚀，它指的是高温积灰所生成的内灰层含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫的较长时间的化学作用便生成碱金属的硫酸盐等复合物。熔化或半熔化状态的碱金属硫酸盐复合会与再热器和过热器的合金钢会发生强烈的氧化反应，使壁厚减薄应力增大以致引起管子产生蠕变管壁更薄最后导致应损坏而爆管。

高温腐蚀并无严格的温度界限，通常认为，当金属工作温度达到其熔点(绝对温标)的0.3～0.4以上时，就可认为是高温腐蚀环境。

影响高温腐蚀与燃料的成分有关，高碱和高硫燃料腐蚀比较严重。另外腐蚀与温度也有关，腐蚀大约从550--620度时开始发生，灰分沉淀物的温度越高腐蚀速度就越强烈，约在750度时腐蚀速度最大。

我们以过热器的高温腐蚀为例分析高温腐蚀的具体过程。

过热器的高温腐蚀分为钒腐蚀、氧腐蚀、蒸汽腐蚀。当燃料油中含钒较高时，在过热器等高温部件上形成高温积灰，高温积灰含有较多的五氧化二钒V2O5，可使过热器、再热器管及附件产生钒腐蚀。这种腐蚀只有当金属温度超过580~620℃时才出现。温度越高，腐蚀速度越快。因此，高温钒腐蚀只会发生在过热器汽温超过540℃的超高压锅炉上。对于器汽温较低的中、高压锅炉来说，几乎不存在钒腐蚀。

过热器管由于氧化，表面形成一层氧化膜。这层氧化膜阻止了金属进一步氧化。氧只有透过氧化膜或金属离子扩散才能使氧化过程继续下去。氧化膜越致密，则穿透氧化膜越困难，氧化过程进行得越缓慢。对于不同成分的钢，开始发生强烈氧化的温度是不一样的。当温度达到530℃时，碳钢开始发生强烈的氧化，碳钢氧化后生产的氧化铁膜比较疏松，不能阻止膜下的金属进一步氧化。铬和钼的氧化膜致密，而且铬和钼比铁更容易氧化，故含有少量铬和钼的过热器管外表面形成的致密的氧化膜可有效地阻止进一步氧化，这就是高温过热器管常用含铬和钼的钢管制作的原因。

饱和蒸汽特别是过热蒸汽，当流速很低，温度在300~350℃时，水蒸气有可能与铁发生反应，生成四氧化三铁和氢气。当温度升至550℃，蒸汽腐蚀速度迅速加快。反应生成的四氧化三铁沉积在热气内管壁上，形成一层膜。由于碳钢形成的膜不致密，在温度为450~500℃时，透过这层膜，腐蚀能继续进行下去。这种腐蚀常在低温段过热器管内产生，因为大多数锅炉的低温段过热器管都是碳钢管，而且立式过热器在停炉后，不可避免地会积水，在升火过程中形成水塞，使局部过热器管内的蒸汽速度很低，甚至蒸汽流速为零，管壁温度又很高，形成了蒸汽腐蚀的条件。高温段过热器大多采用含铬钼合金元素的钢管制成，因氧化膜很致密，蒸汽腐蚀不易发生。

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