低压工业锅炉的腐蚀与防治

梁秀岩

内蒙古自治区呼伦贝尔市特种设备检验所，内蒙古呼伦贝尔 021008

0 引言

低压工业锅炉腐蚀的问题一直受到各个使用单位的观注，都在想方设法杜绝或降低腐蚀的发生。由于低压工业锅炉的使用条件不好，使用金属面积大、用水量大，如果没有除氧措施和可靠防腐蚀设备，锅炉水中的氧和二氧化碳处于饱和状态，腐蚀的情况就很容易发生。本文就低压工业锅炉存在的腐蚀问题，从理论上，对腐蚀存在的状况、特点和影响因素等进行了阐述，并提出了怎样预防氧腐蚀的发生。

1 锅炉的腐蚀状况

改革开放以后，工业经济迅猛发展，锅炉的使用量增大，而有些使用单位并不注意锅炉防腐问题，不按要求定期进行除氧，再有锅炉本身结构的缺陷、锅炉保养跟不上、运行方式不和理等，致使锅炉受压部件的氧腐蚀现象比较严重，这既降低了锅炉的使用寿命，又使元件满足不了工作强度要求，最终导致锅炉需要维修或停止运行。

2 氧腐蚀的特征

腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀两类。锅炉给水系统中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀，电化学腐蚀是指金属表面与介质发生至少一种电极反应的电化学作用而产生的破坏。其机理为，在水分子的作用下，铁以铁离子的形式转入溶液中，并且有等量的电子留在金属表面上，金属表面带有负电，水溶液则带正电，而钢材上多余的铁离子不断进入锅水中，使金属表面产生了腐蚀。 另外，水中的溶解氧又是阴极去极化剂，所以水中含氧量与氧腐蚀速度成正比，对金属的腐蚀比较严重，即：

反应后生成的物质附着在金属表面，形成水垢，二氧化碳溶于水形成碳酸，而铁离子与碳酸进行反应，即：

生成的重碳酸铁[Fe（HCO3）2]对锅炉产生腐蚀，重碳酸铁是溶解于水的，如果锅水中存在氧，那重碳酸发生就和氧发生反应，产生二氧化碳，即：

又与水溶液中的Fe（OH）2相互碰撞后生成黑锈（Fe3O4）保护膜。新产生的二氧化碳又变为碳酸，腐蚀内表面，破坏保护膜。这样反复进行，直到氧气全部消耗完为止。

3 产生氧腐蚀的主要原因

3.1 水的温度

在密闭系统中，当氧的浓度一定时，水温升高，阴、阳极反应速度增加，腐蚀加快。

3.2 水中离子成分

对锅炉钢材的腐蚀产生重要的影响还有水中的离子成分，如OH会促进金属表面保护膜的生成，减小腐蚀的危害；水中含有C1，它能破坏钢材的保护膜，因而会促进腐蚀的发生。

3.3 锅水的pH值

因锅水中含溶解氧，当pH值在4和7之间时，在钢材表面发生放出氧和吸收氧的反应，产生均匀腐蚀；当pH值小于4时，腐蚀速度加快。当pH值大于13时，由于腐蚀产物变为可溶性,腐蚀速度再次上升。当pH=10～13时，腐蚀速度下降，因为在这个pH值范围内，钢的表面能生成较完整的保护膜，从而抑制了氧的腐蚀。

3.4 氧的浓度

在发生氧腐蚀的条件下，氧尝试增加，一般能加速金属的腐。工作压力小于1.6MPa的锅炉，给水溶解氧的含量必须小于0.1mg/L。据统计，当含氧量控制在0.1mg/L时，氧腐蚀速度约为0.03mm/年，这样就可以锅炉的使用寿命大大延长。

4 防止氧腐蚀的方法

1）采用锅内加药方法，控制锅水PH值。这是防止锅炉腐蚀最有效、最简单的方法。针对腐蚀形成的原理和过程，通过向锅内加入药剂，有效地控制锅水中的离子平衡，抑制晶体污染物的生长与粘结，使之形成流动性的水渣而排除；

2）停用期间也要做好保养，停用腐蚀是金属损坏的最主要形式之一。停用保护方法可以分为三类：一是阻止空气进行锅炉水汽系统内部；二是降低锅炉水汽系统内部的湿度；三是使用缓蚀剂，减缓金属表面的腐蚀；

3）排污水的二次利用。可以使用邻近锅炉的排污水，由于防止锅炉腐蚀主要是消除给水的氧和二氧化碳，那么可以把邻近锅炉的排污水，通过沉淀排出水渣后，作为补给水使用；

4）使用有效的除氧方法。从锅炉氧腐蚀的影响因素中可以看出，氧的浓度是主要因素，要防止氧腐蚀，主要的方法是减少水中溶解氧的含量。使给水的含氧量降低到最低水平的方法主要有热力除氧法与化学除氧法。热力除氧法是采用热力除氧器将水中溶解氧除去，它是给水除氧的主要措施。化学药剂法除氧是在给水中加入还原剂除去热力除氧后给水中残留的氧，它是给水除氧的辅助措施。锅炉腐蚀问题直接关系到锅炉安全经济运行和使用寿命，也为使用单位生产管理、安全防范增添了困难。因此，只有从预防和治理两个方面进行有效地防治，才能从根本上解决生产工作中这一问题。

[1]郝景泰，等.工业锅炉水处理技术[M].北京：气象出版社，2000.

[2]许兴伟.低压锅炉水处理技术[M].北京：中国劳动出版社，1991.