淺談低壓鍋爐本體的局部腐蝕及預防

摘 要：據不完全統計，我國每年因鍋爐腐蝕而報廢的鍋爐竟達上千臺，損失嚴重。鍋爐本體作為最重要承壓部件，應更為關注，建議在使用中選用低硫燃料，對于新裝或修理鍋爐，嚴格按要求煮爐，完善鍋爐的除污裝置，認真做好鍋爐設備的保養工作。

關鍵詞：低壓鍋爐 腐蝕 防治措施

現在的低壓鍋爐腐蝕的事實說明這樣一個問題，我們對在用鍋爐定期檢驗和新裝鍋爐驗收中，抓了鍋爐給水軟化設備的配置和運行管理，鍋爐結垢狀況得到改善；但由于無垢，尤其是新鍋爐，鍋筒的內表面直接與鍋水接觸機會增多，產生腐蝕的危險性卻增大了，應該引起我們的關注。

筆者通過分析工作中的一些素材，從中找到了低壓鍋爐電化學腐蝕的規律性。其腐蝕部位有它的局限性，發生在特定的區域內，且有他們的共同之處，其腐蝕形態多以斑點、凹坑狀出現，其腐蝕原因除了與鍋水狀況有關外，還與鍋爐的運行方式、操作水平、鍋爐結構和維護保養等因素有關。

低壓鍋爐本體的局部區域性腐蝕一般有以下三種情況。

一、鍋爐水位線附近的腐蝕

鍋筒水位線附近的腐蝕，是指在水位線下約100mm（總寬度約200mm），沿鍋筒內壁縱向的條形帶狀區域內產生的像斑點一樣分布在鍋筒內表面上的斑點狀腐蝕。點蝕形狀似水滴，腐蝕深度不大，但所占面積大，分布較為密集，鍋內進水管附近一段較為突出，發現的這種腐蝕其程度[1]顯然對強度影響不大，問題是處在鍋爐水位波動范圍內又存在著溫度交變應力，會促進腐蝕加劇，發展下去將會導致鍋筒強度降低甚至危及安全。

該區域發生腐蝕，固然與給水未除氧有關，主要卻是運行方式和操作不當所造成的。因為我們注意到，同樣沒有除氧的同型號鍋爐并非都腐蝕，而產生這種腐蝕的鍋爐幾乎都是間斷運行的鍋爐。

這些鍋爐運行方式和操作特點是：臨時停爐或夜間壓火時，保持較高的水位是對的，而習慣停爐后大量給水，隨時停爐冷卻鍋內壓力迅速下降，有的人為將壓力很快降到零，以為水位又偏高，又無壓力就太平無事了。與此同時，鍋內可能會產生負壓，使空氣侵入鍋內，在下次從表壓力為零運行時，又不注意或無法趕走侵入鍋內的空氣，則隨同壓力上升的同時，空氣中的氧就溶入鍋水內，這樣就促進了腐蝕的發生與腐蝕過程[2]。每次加壓和卸壓也都產生應力循環。這樣操作，再啟、停爐時，鍋水起初處在較低溫度下，對流流動較緩慢，尤其鍋內進水管附近勢必就成為腐蝕的中心，故進水管附近腐蝕較為嚴重也就符合情理了。

對這種腐蝕的預防，在給水未除氧的情況下應注意一下幾點:

1.改進操作，臨時停爐時，在維持較高水位的同時應維持一定的壓力，防止外界空氣侵入鍋內，生爐時要開放空閥或用其他有關閥代替放空閥，待放空閥冒氣鍋爐壓力達到0.1-0.15MPa后關閉，排出侵入鍋內的空氣。

2.加強閥門維護，保持嚴密性，啟停爐時注意閥門的合理操作配合。

3.對已產生輕微的斑點腐蝕的鍋爐，可將腐蝕的一帶清理干凈[3]，內涂汽包漆。

二、鍋筒后端下部的腐蝕

低壓鍋爐鍋筒后端水側的腹部和后管板是容易發生腐蝕的另一個區域[4]。該區域被腐蝕破壞的情形好像人身上長的膿瘡，損壞部位較深較大，具有氧腐蝕特征。腐蝕表面形成小型鼓包，其直徑自1mm-20、30mm不等；表面顏色由黃褐色到磚紅色不等，次層是黑色粉末狀腐蝕產物，將這些腐蝕產物清除后便會出現因腐蝕而造成的凹坑。像某單位DZL4-13型鍋爐腐蝕嚴重時，蝕坑連成片，形成大面積潰瘍腐蝕，則危害性就更大。

對同樣的水質而言，為什么一臺鍋爐在該區域腐蝕嚴重而在其它區域則腐蝕輕微或不腐蝕[5]？為什么水管鍋爐的腐蝕狀況比快裝鍋爐好些？其原因除了給水未除氧外，與鍋爐結構、水質指標控制有很大的關系。

低壓快裝鍋爐的鍋內進水裝置過于簡單，因為給水未除氧，給水中的溶解氧不能再進入鍋筒之前消耗掉，大量的隨著給水從鍋筒內很短的給水管的一端涌入鍋筒的后部。又因為低壓鍋爐多為間斷給水，特別是在鍋爐負荷變化燃燒不穩定時，又給鍋爐大量進水的情況下，由于給水重度大而迅速下沉，難于與鍋水充分地混合，使溶解氧與受熱面接觸不均勻，這是導致該區域溶解氧腐蝕的主要原因。其次，凡腐蝕嚴重的鍋爐，與PH、鍋水堿度、含鹽量等水質標準失控有關，促進了電化學腐蝕的進程。

預防這種腐蝕應注意下列事項：

1.結合改進鍋內進水裝置進行簡易除氧。大氣式熱力除氧效果雖好，但據調查了解，目前即使在較大容量的水管工業鍋爐上運行正常的也不多，在技術上、經濟上和管理上都存在問題。鑒于這種情況，針對低壓鍋爐的運行特點，可將鍋爐給水通過沿鍋筒縱向布置的較長的（比筒體略短些）給水分配管進入溢流槽內，經過飽和水的加熱蒸發和充分均勻地混合，讓絕大部分溶解氧釋放出來，隨蒸汽帶走。據理論計算，當鍋爐的工作壓力≤1.2MPa時，鍋水中的溶解氧只占給水中的溶解氧含量的1/5000[6]，這微量的溶解氧就不會引起該區域的嚴重腐蝕。

2.按《工業鍋爐水質》控制水質指標，維持較高的PH，因為OH-濃度增高時，鐵的表面會形成保護膜，腐蝕速度降低，保持較低的含鹽量，因為含鹽量越高，水的電阻就越小，這樣，腐蝕電池的電流就越大，使腐蝕速度加快。

3.合理操作。給水要做到均，勤，少，以免減少混合和接觸的不均勻性；排污也要做到勤，少；以提高排污效果，減少沉積物在該區域的堆積。

三、兩側集箱后墻的腐蝕

低壓快裝鍋爐的兩側集箱后端這個區域的局部腐蝕則較為普遍，腐蝕部位距集箱平端蓋150mm范圍內，腐蝕形式呈凹坑狀，個別嚴重時則穿孔。另一個特征是在腐蝕部位或多或少堆積一些疏松的沉淀物。

該區域腐蝕主要是鍋爐結構和維護保養兩要素所引起的。腐蝕部位距下降管遠，是滯流區，在安裝時后端又低了很多，運行中無法清理，沉淀物又會起集結腐蝕劑的作用，為腐蝕創造了特定的條件。因為附著的沉淀物阻礙了氧的擴散而產生溶液濃度差，氧濃度低的區域成為陽極遭到腐蝕。一旦產生凹坑，則內部的氧供應就更少了，就會使凹坑深化下去，乃至穿孔。該區域遭受腐蝕的鍋爐，多發生在有備用鍋爐的單位，可見與鍋爐保養有關。因為一般單位不重視保養，該部位的沉淀物有吸收空氣中濕分的能力，或有積水排不掉，就會發生比鍋爐運行時因給水不除氧所引起的氧腐蝕要嚴重得多。

預防這種腐蝕可采取下列措施：

1.鍋爐停爐時，及時清理該部位區域內的雜物，可將腐蝕抑制在最小程度上，長期停爐時，須徹底清理，采取妥善的保養措施。

2.在集箱后端的最低處，增設一排污點，利用定期排污沖走該區域的淤泥沉渣。發現在此處有排污點的，未發生腐蝕。

3.采用非金屬覆蓋層，如用雙酚-A環氧樹脂內粘，使金屬與介質隔離開來，以阻礙金屬表面層上微電池起作用。

參考書目：

[1]栗田工業水處理藥劑手冊編委會，水處理藥劑手冊[M].北京：中國石化出版社，1992.59

[2]竇照英.電力工業的腐蝕與防護[M].北京：化學工業出版社.1995

[3]王偉雄，李茂東.低壓直流鍋爐爐管腐蝕泄露的原因分析[J].中國鍋爐壓力容器安全，2000(4):47-54

[4]師克寬.生產過程參數檢測[M].北京：清華大學出版社.1985

[5]畢加耕、馮兆一.熱水鍋爐運行管理與操作[M].北京：中國勞動出版社.1991

[6]羅大海，諸葛茜.流體力學簡明教程[M].北京：高等教育出版社.1991

作者簡介：邢振華（1986- )男，信陽市特種設備安全檢測中心助理工程師，研究方向：鍋爐檢驗及水質化驗。