二氧化硫低溫腐蝕對鍋爐安全運行的影響

公磊

【摘要】：針對低溫腐蝕易引起鍋爐省煤器爆露的現象，本文采用模擬試驗，研究了不同硫酸濃度對碳鋼的腐蝕速率影響，以期為鍋爐運行中低溫腐蝕的風險評估提供依據。

【關鍵詞】：鍋爐；二氧化硫；低溫腐蝕

鍋爐省煤器管發生爆漏是電力生產中常見的事故之一，直接導致機組停運，增加機組檢修成本，同時造成機組少發電，給火電廠的安全運行帶來很大的危害。而引起鍋爐省煤器爆漏的因素很多，其中低溫腐蝕是最主要的原因之一，但由于腐蝕帶來的危害是一個漸變過程，不易引起人們的關注。因此，有必要對其進行分析，以引起有關人員的重視。本文對不同硫酸濃度對碳鋼的腐蝕速率進行初步探討，以期為二氧化硫低溫腐蝕對鍋爐安全運行影響的風險評價提供有力數據。

1材料與方法

1.1試驗材料

硫酸為分析純，處理濃度如表1.

碳鋼采用碳鋼試塊（5cm×3cm×1cm），試塊的正中間位置有一掛孔為1mm的圓孔。

1.2試驗方法

在試驗中選取同樣的大小和重量的碳鋼試塊，在同一硫酸濃度下分三組分別來測定。通過掛孔每組每次把試塊全部浸入在硫酸溶液中，每次的時間為一百小時，一百小時后更換同濃度下硫酸溶液，再把試塊全部浸入溶液中。反復十次后，取出試塊并進過堿液的中和、清洗、烘干以后，來測量試塊的剩余重量。選取的重量與 測量的剩余重量值之間的差值除以十來計算腐蝕速率。

2.結果與分析

硫酸腐蝕碳鋼的速度與其濃度有關。當硫酸較稀時，它的腐蝕速度隨濃度的增加而增大。當達到56%以上時，腐蝕速度急劇下降。在室溫條件下（25℃），室內試驗中用長為5cm寬為3cm高為1cm，正中間部位有一直徑為1mm圓孔的碳鋼試塊，在同一硫酸濃度下多次重復試驗，測定其腐蝕速率，并根據其平均值計算出不同濃度的硫酸對碳鋼的腐蝕速率（表2），以測定低溫條件下硫酸對碳鋼的腐蝕速率。

碳鋼腐蝕后的重量越大說明腐蝕程度越小，腐蝕速率越慢。表3是碳鋼腐蝕試驗的方差分析表，可以看出試驗處理的F值大于F0.01（8，18），說明不同濃度的硫酸對碳鋼腐蝕的強度不同，處理間的腐蝕速度的差異已經達到極顯著水平。表9是腐蝕后的重量多重比較分析表，可以看出，處理之間的差異是顯著的，但是腐蝕速率與硫酸的濃度并不成正比，隨著硫酸濃度的升高，腐蝕速率先增大后減小，最大值為76.36 mg·cm-3·h-1，出現在硫酸濃度為56%時，腐蝕速率最小為2.609 mg·cm-3·h-1，出現在硫酸濃度10%時。不同濃度之間差異明顯，濃度達到60%以后，腐蝕速度迅速下降，由76.36 mg·cm-3·h-1下降到8.696 mg·cm-3·h-1，但濃度超過60%后，腐蝕速率不再下降。

圖1是根據試驗數據繪制的碳素鋼腐蝕速度與硫酸濃度的關系曲線，可以看出，碳素鋼腐蝕速度與硫酸濃度的關系曲線接近于拋物線，但是決定系數只有0.7757。在本試驗范圍內，硫酸濃度超過60%后，腐蝕速率穩定在7 mg·cm-3·h-1左右。造成這種現象的原因可能是硫酸達到一定濃度后（本試驗60%）其腐蝕能力弱化。

【參考文獻】：

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