蒸壓釜的腐蝕與防護(hù)

黃偉建 劉學(xué)元 錢東良（江蘇省常州市鍋爐有限公司,江蘇 常州 213126）

1 蒸壓釜釜內(nèi)腐蝕情況的具體分析

1.1 蒸壓釜釜內(nèi)腐蝕情況分布，具體可分為六個腐蝕區(qū)域：

腐蝕區(qū)①即兩軌道之間，腐蝕相對于其它腐蝕區(qū)最為嚴(yán)重，局部腐蝕坑直徑長，深度深。腐蝕區(qū)②即兩軌道外側(cè)，腐蝕較密，但蝕坑直徑比軌內(nèi)要小。腐蝕區(qū)③即釜其余內(nèi)壁，它主要有腐蝕銹和密布的蝕坑。腐蝕區(qū)④即釜的頂部，它較腐蝕區(qū)③嚴(yán)重，尤為釜的長度方面的兩端更為明顯。腐蝕區(qū)⑤即進(jìn)氣管周圍，腐蝕嚴(yán)重且脫皮。腐蝕區(qū)⑥為釜體外加強(qiáng)圈位置的內(nèi)側(cè)，它基本未被腐蝕。

2 分析各區(qū)腐蝕的原因

2.1 蒸壓釜發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的主要原因是，高溫水膜水滴下的氧作用的結(jié)果。

蒸壓釜運(yùn)行過程中氧的主要來源有兩個，一是進(jìn)出料過程中打開釜門時帶入和進(jìn)入的，二是通過飽和水蒸氣加熱時由蒸汽帶入的。假設(shè)有一臺蒸壓釜，它的型號為Ф2.85×39m，最高工作壓力為1.5MPa，其蒸壓釜的容積約為240m3，每釜裝料體積約為97 m3，所以蒸壓釜裝滿料后的剩余空間為143 m3。若關(guān)緊釜門進(jìn)入運(yùn)行，釜內(nèi)將有新鮮空氣143 m3，這時設(shè)備內(nèi)溫度約50℃（T=324K），若抽真空到380mmHg柱，這時氧分壓為P=0.5×0.2=0.1大氣壓。

從以上討論和粗略計算中看出，蒸壓釜在運(yùn)行中引入的氧氣將造成嚴(yán)重腐蝕，特別是每周期間進(jìn)出料時，打開釜門進(jìn)入的氧氣，由于量大，所以引起的腐蝕是十分可觀的，僅其進(jìn)入量的1%參與陰極過程，就能造成釜壁的0.166mm/YT的腐蝕損失。

2.2 Q345R進(jìn)行的電化學(xué)極化行為存在突出的不同之處，進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)之前的加氣混凝土浸出液里面，測出pH值達(dá)到13，不易腐蝕而蒸壓后的加氣混凝土浸出液中pH=7，腐蝕較易進(jìn)行。若把蒸壓后的浸出液也調(diào)到pH=13時，其腐蝕電化學(xué)行為將大為改善。蒸壓釜腐蝕情況圖中軌道間腐蝕區(qū)封閉型活動蝕孔，這與釜底部CaCO3垢層有關(guān)。

2.3 蒸汽管處，即腐蝕區(qū)⑤出現(xiàn)明顯的層狀腐蝕，主要因為蒸汽管進(jìn)行加熱的時候，會遇到高溫高壓的水蒸汽，此時加熱暫停，讓氧化皮發(fā)生破損，還和基本金屬間造成開裂問題，促使了腐蝕。基于此情況，不停地反復(fù)運(yùn)行，導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物不斷裂開，讓蒸汽管外壁有了更大的腐蝕，它的腐蝕產(chǎn)物主要是層狀的。

3 降低蒸壓釜腐蝕速率的方法

蒸壓釜的腐蝕是不可避免的，但我們可以在設(shè)計和使用過程中采取有效的方法和措施，減少腐蝕或降低腐蝕速率，使其控制在一定的范圍之內(nèi)。

3.1 蒸養(yǎng)時將析出的冷凝水及時排走。

3.2 不允許釜底部存在料渣。

3.3 最好能改善冷凝水中pH值不易腐蝕的范圍pH=7之內(nèi)。

3.4 不主張采用耐腐蝕的鋼板制作蒸壓釜。

3.5 不主張采用釜內(nèi)表面涂層方面防止腐蝕。

蒸壓釜工作時及時將冷凝水排走，釜頂與釜溫差減小，釜底上表面的拉應(yīng)力就不會很高，因而釜就不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。釜底部經(jīng)常清理，不允許存料渣，化學(xué)腐蝕就會減少。防止加氣混凝土渣塊的脫落，減少沉積物。

料車進(jìn)出過程中，由于振動等原因使料渣脫落，掉入釜底。這種料渣的沉積及其浸出物是造成蒸壓釜底部局部腐蝕的重要原因之一。所以料車進(jìn)釜之前，應(yīng)徹底清掃加氣混凝土切割、裝車等過程中可能脫落的料渣，或在料車上加擋板槽，以便收集料車進(jìn)出釜時因振掉落的渣屑。除此，還應(yīng)定期清掃。如能從原材料解決冷凝水的pH值，腐蝕就會減緩。用耐腐蝕鋼材制作是不經(jīng)濟(jì)也不必要的，實(shí)踐證明，只要盡量滿足一、二、三點(diǎn)要求，蒸壓釜用20-30年也是沒有問題的。

4 可采取的防護(hù)技術(shù)

4.1 加含氨基緩蝕劑

蒸壓釜運(yùn)行過程中，通過緩蝕劑組分的可揮發(fā)性，使緩蝕劑揮發(fā)溶于釜體內(nèi)壁的冷凝水中，從而改變水膜下釜壁金屬的腐蝕電化學(xué)行為，達(dá)到有效的抑制腐蝕過程。通過加溫加壓試驗表明，在氫氧化銨溶液（1%NH3）半封閉瓶中的氣相掛片，Q345R試樣表面呈烤蘭色，去膜后表面基本光亮，其腐蝕率為0.0028mm/YT，比不加時的腐蝕速率下降了10倍，瓶外空間的氣相掛片，試樣表面呈淺烤蘭色，有許多小銹點(diǎn)，其腐蝕速率下降了一倍。

4.2 熱噴涂鋁

將熱噴涂材料加熱至熔化狀態(tài)，用高壓氣流使其霧化并噴涂于工件表面形成涂層的工藝稱為熱噴涂。鋁的鈍化傾向很大，純鋁在水和水蒸氣中具有非常好的耐腐蝕性。純鋁的表面為其氧化膜所覆蓋，這層含水氧化鋁膜在pH=3-9間是穩(wěn)定的，由于鋁的電位非常負(fù)，對鋼基底還具有電化學(xué)保護(hù)作用，采用合理的噴涂工藝，選用優(yōu)良鋁材，可以獲得熱噴涂鋁的保護(hù)層。

[1]李世玉.壓力容器設(shè)計工程師培訓(xùn)教程[M].新華出版社,2005.10.

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