一起DZG锅炉锅筒底部严重腐蚀的原因分析

廖安

（福建省锅炉压力容器检验研究院福州一部福建农林大学　福建　福州　350007）

一起DZG锅炉锅筒底部严重腐蚀的原因分析

廖安

（福建省锅炉压力容器检验研究院福州一部福建农林大学福建福州350007）

通过分析一起DZG锅炉锅筒底部严重腐蚀，针对锅炉一年之内腐蚀严重，根据现场腐蚀面积、部位、腐蚀产物等分析腐蚀原因，并对今后锅炉运行提出参考依据。

蒸汽锅炉；锅筒底部严重腐蚀；垢下腐蚀；水质

我市某包装彩印有限公司于2009年11月安装投用的一台DZL4-1.25-WⅡ型蒸汽锅炉在2014年12月进行内部检验时发现锅筒下半部筒体大面积垢下腐蚀，腐蚀深度约1.0～10mm，经壁厚检测最小厚度6.0mm。本文就这一事故的原因及有关情况作一全面介绍。

1　锅筒底部的腐蚀现象

1.1腐蚀发生的范围

该锅炉每年都有进行内部检验，2012年11月与2013年11月检验均发现锅筒底部垢下腐蚀，水垢2.0～4.0mm，腐蚀深度约1.0～2.0mm。仅仅经过一个检验周期，2014年12月检验时，锅筒下半部筒体大面积垢下腐蚀，底部锅筒经腐蚀后的下锅筒如同丘陵状，图1腐蚀面积几乎为100%下半部锅筒。

图1　

1.2腐蚀的特征

锅筒底部大量水垢，锅炉底部经检验锤敲打后，水垢及锅筒腐蚀处金属成块状脱落，颜色为黑色或黑褐色物质（图2），底部锅筒经腐蚀后的下锅筒如同丘陵状，腐蚀深度约1.0～10mm，其中底部直接受热面处经壁厚检测最小厚度6.0mm。

图2　

1.3锅炉的原始信息和现场设备情况

经查阅质量证明书，锅筒内径为1800mm，壁厚16mm，材质为Q345R。现场给水为地下水，燃料为无烟煤，水处理设备仅半年前加装，现场司炉工一名，无持证水处理人员。

2　历次水样化验情况

一个检验周期，锅炉腐蚀情况严重加剧，因此笔者查阅了该公司锅炉的历年水质检验报告，结果历次水质化验结果均不合格，水质化验报告分析水质存在给水硬度偏高的情况，具体表现为：锅水酚酞碱度偏低；全碱度偏低；pH（25℃）偏低；磷酸根（mg/ L）偏低等。

3　腐蚀原因分析

3.1水质

历次水质化验结果均不合格，水质化验报告分析水质存在给水硬度偏高的情况，锅炉给水硬度偏高，说明锅炉进水未进行处理或处理不合格，大多未进行水质处理的给水都会出现硬度偏高的现象，如果锅炉给水硬度偏高，就会造成锅炉碱度的偏低，造成锅炉结垢和腐蚀的现象；pH（25℃）偏低，说明锅炉的整个运行状态处于一种不合理的pH值范围，不满足锅炉运行要求的pH值；磷酸根（mg/L）偏低或者极低，说明锅炉在运行期间从未对锅炉添加除垢剂或其他锅炉药剂（如含有磷酸三钠、Na2CO3等水质处理锅内药剂成分。

3.2氧腐蚀

如图2所示，氧腐蚀产物大致可分为三层，最内层为价铁水合氧化物FeO.nH2O。它可看成FeOH脱水的产物，呈黑色；最外层为三价铁的水合氧化物Fe2O3.H2O它可以看成是FeOH3脱水的产物；铁氧化物中间往往有一层黑褐色的中间层其分子式可用Fe3O4nH2O表示Fe2O3，通常有两种异构物，一种是Fe2O3呈棕色，另一种是Fe2O3呈砖红色。

在水中氧含量一定的情况下，传热壁面温度越高，溶解氧的性质越活泼，越容易发生氧腐蚀，虽然水中氧的溶解度是随着沮度的降低而增加，但是水的温度在150℃以上，氧腐蚀的速度将大大加快[1]。这就解释了为何在锅筒直接受热面腐蚀最严重。

3.3氧腐蚀后产物进一步的电化学腐蚀

锅炉水垢水垢2.0～4.0mm，垢下氧腐蚀后，垢内的氧化物与金属壁之间还产生了电化学腐蚀。氧化物电位高，成为阴极，而金属壁电位低，为阳极。阳极的铁离子不断溶入炉水，与氧化铁及氧化铜生成新的高位氧化铁，其化学反应如下：

4Fe4O3+Fe_÷3Fe3O4

4CuO+3F—Fe3O4+4Cu

同时密闭锅筒内，锅水中的金属在没有保护膜和碱性物质条件下，锅水的温度越高，腐蚀速度越快，水温度高的区域，金属表面的温度也高，铁离子在水溶液中的扩散速度加快，电解质水溶液的电阻降低，这些都会加剧腐蚀电池阴、阳两极的电极过程，使金属表面腐蚀加剧。这就解释了为何在锅筒直接受热面腐蚀最严重。

3.4锅炉排污

根据现场与司炉工交流沟通，锅炉出现腐蚀事故之前对排污重视不够，只是一周甚至几周月才排排污，锅筒下部由于结垢问题本身就是水循环较为薄弱的环节，再假设锅炉排污不好，在锅筒底部沉积了大量的水垢水渣和悬浮物。

4　结语

锅炉日常的水质处理工作的尤为重要，水质不好引起水垢和腐蚀等一连串的后果，锅炉在初期发现水质和锅炉水垢，应采取除垢措施并加强日常水质处理工作，防止问题进一步加剧，确保锅炉安全、节能、高效运行。锅炉内检过程中，发生，在锅炉内部检验过程中，应检查水处理设备使用情况和水质报告中各参数值，如果在检查过程中，现场既无水处理设备，且水质报告又不合格，则应怀疑该锅炉存在垢下腐蚀的可能，尤其是锅筒底部前半部受热面的垢下腐蚀。

[1]杨卫国.（溶）氧腐蚀——一种容易被忽视的腐蚀形式广州化工.2005，33（3）.

[2]朱小文，姚丽英.小容量热水锅炉的氧腐蚀及防治.大同职业技术学院学报，2001.

[3]张辉.工业锅炉水处理技术[M].气象出版社，2000.

TK224

A

1673-0038（2015）23-0114-02

2015-5-22

廖安（1991-），男，助理工程师，主要从事锅炉、压力容器、压力管道制造、安装过程监督检验与定期检验工作。