锅炉腐蚀与防护

新型除氧器 催化树脂除氧
停用锅炉的腐蚀与保护
停用锅炉保护的必要性 1、停用腐蚀 2、停用锅炉保护的必要性 3、停用锅炉腐蚀原因 4、停用腐蚀的特点 5、停用腐蚀的影响因素
我国停用锅炉的有关规定 全国停用锅炉的规律 停用锅炉的保护方法分类及选择原则
保护方法分类和原则 1、分类： A、阻止空气进入锅炉的水汽系统 B、降低锅炉水汽系统内部的湿度 C、使用缓蚀剂，减缓金属表面腐蚀 2、原则： A、锅炉参数与类型 B、停用时间的长短
原电池与腐蚀电池 由化学能转变为电能的装置称为原电池。 由正、负极，电子，溶液组成
原电池的电动势 电动势是原电池两极间的最大电位差。
E=ε 阳+ε 阴+ε 液界+ε 接触
极化与去极化
原电池或腐蚀电池在开路状态下，阳阴两 极的电位差，成为该电池的电动势。
在电路接通有电流通过时，腐蚀电池的电 位差比原来的电动势有显著降低。这种电 极电位的变化，成为极化。
应力腐蚀
定义：金属材料在应力和腐蚀介质共同作用 下产生的腐蚀。
腐蚀类型：应力腐蚀破裂、碱脆、氢脆、腐 蚀疲劳
应力腐蚀破裂
定义：是指金属在拉应力和特定的腐蚀介质 共同作用下所产生的破裂。
产生条件 1、力学条件 2、材料条件 3、环境条件
应力腐蚀破裂发展过程 1、裂纹的形成 2、裂纹的扩展 3、断裂 应力腐蚀破裂的形态特征
腐蚀特征：金属均匀变薄
腐蚀部位
同时有氧和二氧化碳的腐蚀
腐蚀特征：金属表面没有腐蚀产物，表面呈 现或大或小的溃疡状态，腐蚀速度很快。
腐蚀部位：回水系统，热网水系统，给水泵 等
锅炉汽水系统金属的腐蚀
氧腐蚀 沉积物下得腐蚀 水蒸气腐蚀
氧腐蚀
发生条件：1、除氧器工作不正常。
2、锅炉在基建和停用期间，如没 有采取适当的保护措施，大气就会进入锅 炉，由于大气中有氧和水分，就会发生氧 腐蚀。
腐蚀疲劳产生的部位： 锅炉的集汽联箱，即联箱的排水孔处。 腐蚀疲劳的防止方法： 1、降低交变应力 2、降低介质的腐蚀性 3、做好停用锅炉的防护
锅炉给水系统金属的腐蚀
溶解氧腐蚀 游离二氧化碳腐蚀 同时有氧和二氧化碳的腐蚀
溶解氧腐蚀
原理 铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，
铁和氧形成两个电极，组成腐蚀电池，铁 是阳极，氧作为去极化剂发生还原反应。
去极化，指促使原电池或腐蚀电池极化作 用减少或消除。
保护膜 金属腐蚀速度表示 1、腐蚀质量表示法 2、腐蚀深度表示法
影响化学腐蚀的因素与防止方法
溶解氧量 PH值 温度 水中盐类的含量和成分 水的流速 热负荷
防止电化学腐蚀的方法 1、金属材料的合理选择 2、水质调节 3、形成表面保护膜
水蒸气腐蚀
当过热蒸汽温度高达450摄氏度时，蒸汽就被 迫和碳钢发生反应；在450—570摄氏度之 间，反应产物为Fe3O4；在570摄氏度以上 ，反应产物为Fe2O3
锅炉氧腐蚀的防止
锅炉氧腐蚀的影响因素 1、氧的浓度 2、PH值的影响 3、水的温度 4、水中离子 5、水的流速
锅炉氧腐蚀的防止
1、热力除氧法 （1）原理
亨利定律：在一定温度下，某种气体在溶 液中的浓度与液面上该气体的平衡压力成 正比。
热力除氧器，就是按照将水加热至沸点和 水流分散这两个原则设计的一种设备。
除氧器类型 工作压力不同：真空式、大气式和高压式。 结构形式：淋水盘式、喷雾填料式、膜式
1、淋水盘式除氧器
2、喷雾式除氧器
溶解箱
溶 液 箱
泵
联胺处理
联胺，常温下无色液体，易溶于水，它和 水结合成稳定的水合联胺，有毒有害物质 ，是一种很强的还原剂。
N2H4+O2=N2+2H2O 影响因素：PH值、水温、催化剂等。
钢屑除氧 含有溶解氧的水流经装有钢屑的过滤器， 由于钢屑被氧化，而将水中的氧气除掉。
3Fe+2O2=Fe3O4 钢屑使用方法：先用碱液除油，再用热水冲 去碱性液后，再用2%-3%HCl酸洗，再用热 水冲洗，装入过滤器后要压紧。
解吸器缺点： 影响除氧效果的因素多 只能除氧，不能除其他气体
化学药剂除氧
化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉 本体、给水母管或者热水锅炉的热水管网 中，从而除去氧气的方法。
常用的化学除氧剂有：联胺、亚硫酸钠、 二氧化硫、氢氧化亚铁等。
亚硫酸钠 加药量计算公式： CO2+β G= ξ
给水箱
亚硫酸钠加药系统
是将水喷成雾状的情况下进行热力除氧的一 种设备。原理是当水成雾状时，有很大的 表面积，非常有利于氧从水中逸出。
3、喷雾填料式除氧器
提高除氧器效果的措施
1、被除氧的水一定要加热到除氧器工作压力相应沸点。 2、解吸出来的气体应能够通畅的排走。 3、在除氧器水箱中装沸腾装置。 4、在除氧器的除氧头筒壁周围装挡水板，或在添料层上部
加装挡水淋水盘。 5、如补给水是补入除氧器的，应该尽可能地均匀补入。 6、为使水雾化更充分，要合理设计和布置雾化喷嘴。 7、在雾化区内可加装二次蒸汽管。
除氧器异常情况 1、理想运行工况与安全保证 2、除氧器压力温度异常 3、除氧器本身震动或水汽管路水击
真空除氧
真空除氧的工作原理是应用亨利定律和道 尔顿定律，根据亨利定律可知 ,在封闭容器 中，任何气体同时存在于水面上 ,则气体的 溶解度与其自己的分压力成正比 ,而且气体 的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一 定压力下 ,随着水温升高 ,水蒸汽的分压力 增大 ,而空气和氧气的分压力越来越小。在 100℃时 ,氧气的分压力降低到零 ,水中的溶 解氧也降低到零。当水面上压力小于大气 压力时 ,氧气的溶解度在较低水温时也可达
锅炉的腐蚀与保护
金属腐蚀概论 影响电化学腐蚀的因素与防治方法 应力腐蚀 锅炉给水系统金属腐蚀 锅炉汽水系统金属腐蚀 锅炉氧腐蚀的防止 停用锅炉的腐蚀与保护
金属腐蚀的分类
金属腐蚀的定义 金属腐蚀的分类
43;RT/nF㏑c
气体电极 平衡电位与非平衡电位
注意事项： 1、喷头 2、填料 3、抽气装置 4、进水温度 5、系统严密性
解吸除氧
使含有溶解氧的水与不含氧的气体强烈混 合，以达到除氧的目的。
解吸除氧器
注意因素 1、水压 2、水温 3、烟温 4、解吸器中水位
解吸器优点： 设备容易制造，省钢材，操作简单，费用 低，只需木炭，不需要其他的化学药品， 给水温度低。
Fe Fe 2++2e O2+2H2O+4e 4OH
腐蚀特征 当钢铁受到水中溶解氧腐蚀时，常常在其表
面形成许多小型鼓包，称为溃疡腐蚀。 氧腐蚀的部位 多产生于开口的水箱，给水管路，省煤器等
游离二氧化碳的腐蚀
原理
水中含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀。
阴极 阳极
CO2+H2O=H++HCO3-蚀 2H++2e=2H H2 Fe Fe2++2e
锅炉的腐蚀疲劳
定义：金属在腐蚀介质和交变应力同时作用下产生 的破坏称为疲劳腐蚀。
腐蚀疲劳与应力腐蚀破裂的区别 1、应力腐蚀是在拉应力下产生的，腐蚀疲劳是在交
变应力下产生的。 2、应力腐蚀破裂在特定的介质中才会发生，腐蚀疲
劳的产生不需要特定的介质。 3、应力腐蚀破裂一般在合金中产生，而腐蚀疲劳不
仅在合金中产生，纯金属中也会发生。 4、应力腐蚀破裂有主裂纹，又有分支裂纹等，腐蚀
脆性腐蚀 应力腐蚀破裂的影响因素 1、合金成分及有关的冶金因素 2、力学因素 3、环境因素
锅炉的碱脆
定义：指碳钢在NaOH水溶液中产生应力腐蚀 破裂。
特点：出现部位经常在铆接锅炉的铆接处和 胀管锅炉的胀接处；在破裂部位，钢板不 发生塑性变形。
产生条件：锅炉锅水中含有游离的氢氧化钠； 锅水产生局部浓缩；受拉应力的作用
影响因素：碳钢的成分、金相组织、热处理、 锅水成分、应力大小
锅炉碱脆的危险性 锅炉碱脆的防止方法 1、降低锅炉部件所受的拉应力 2、消除锅水的侵蚀性
锅炉的氢脆
定义：氢扩散到金属内部使金属产生脆性 断裂的现象。
氢脆产生的部位 氢脆的防止方法 1、降低或者抑制材料内的氢含量 2、减少氢脆的敏感性
锅炉停用保护方法
干式保护法：热炉放水余热烘干法、负压 余热烘干法、邻炉热风烘干法、干燥剂去 湿法、充氮法、气相缓蚀法等
湿式保护法：氨水法、氨-联胺法、蒸汽压 力法、给水压力法等
联合保护法：充氮或者充蒸汽的湿式保护 法。
沉积物下的腐蚀
当炉水的PH值低于8或者大于13时，保护膜 就会因溶解而遭到破坏，反应如下：
PH<8时： Fe3O4+8H+
PH>13时：
2Fe3++Fe2++4H2O
Fe3O4+4NaOH 2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O
碱性腐蚀
2NaOH+Fe=Na2FeO2+ H2 酸性腐蚀
MgCl2+2H2O Mg(OH)2 +2HCl 阴极 2H++2e H2 阳极 Fe Fe2++2e