鍋爐腐蝕現象產生與分析

王偉哲 山東科技大學

工業化的進程離不開機械化的發展，隨著中國工業化進程的不斷推進，鍋爐在其中扮演著極其重要的角色，鍋爐設備能否安全，高效的運行與其供給水有著密不可分的關系。

1 鍋爐腐蝕的危害

鍋爐腐蝕的產生有時會是大面積的腐蝕，產生這種腐蝕后的金屬往往不能夠被修復或者二次使用，只能將其全部更換，造成極大的浪費，同時產生腐蝕之后，因其對鍋爐造成一定的損傷，會影響鍋爐產生蒸汽的品質，質量，影響生產的正常運行，鍋爐受腐蝕嚴重時，甚至會造成極其嚴重的安全事故，因此對鍋爐的腐蝕現象進行分析及提出解決的方案是亟待解決的。

2 鍋爐腐蝕現象分析

2.1 金屬的腐蝕機理

金屬的腐蝕主要分為化學腐蝕與電化學腐蝕，金屬與化學物質直接進行化學反應的而導致金屬損壞的現象稱為化學腐蝕，在此過程中只有化學反應，不存在電子的轉移。

而電化學腐蝕則是金屬與化學物質形成一對原電池，金屬作為陽極放出電子，化學物質作為陰極得到電子，金屬失去電子后形成正價的金屬離子到現在溶液中去，從而造成損壞。

2.2 常見的腐蝕

（1）氧腐蝕：氧腐蝕是一種電化學腐蝕，其中鐵和氧形成兩個電極，組成腐蝕電池，鐵的電極電位比氧的電極電位低，所以在組成腐蝕電池時，鐵作為陽極，進行還原，氧作為陰極起去極化的所用，形成電子轉移，即構成電化學腐蝕。

（2）酸堿腐蝕：其中酸性腐蝕主要是指氫離子的去極化過程，即水中的氫離子得到電子后氧化生成氫氣，成為析氫腐蝕，鍋爐中的給水，爐水和蒸汽都可能呈現酸性，呈現酸性的原因主要有3種：<1>由于一次風，二次風帶入的二氧化碳引起的酸性腐蝕，二氧化碳遇水后成碳酸，水中氫離子含量增加，析氫腐蝕嚴重。<2>由于補給水及凝汽器泄露冷卻水中帶入有機物進入爐內，受熱分解后形成酸性物質。<3>當凝汽器泄露后，漏入海水后氯化物，硫酸鹽含量較高，而堿度較低的淡水，經水解產生強酸。酸性腐蝕屬于均勻腐蝕。堿性腐蝕發生的原因為爐水中的游離氫氧化鈉在蒸發的過程中不斷的濃縮，提高濃度，當濃度不斷升高后達到能夠腐蝕金屬的程度，開始對金屬造成破壞。酸性堿性腐蝕主要發生在水冷壁管，傾斜管，省煤器管，過熱器管，減溫器等重要蒸汽通道。

2.3 應力腐蝕

金屬在應力與腐蝕的共同作用下，使得金屬產生形變與缺損，稱為應力腐蝕。產生應力腐蝕有三個過程：1.金屬的表面形成致密的氧化膜或者保護膜2.金屬表面上形成裂紋，導致保護膜被破壞，形成蝕空或裂縫源3.保護膜不會自動修復，裂縫在應力的作用下向更深處發展。

2.4 疲勞腐蝕

當樣品在空氣中，不斷的受到交變應力的作用，當交變次數達到一定值時，樣品便發生斷裂，若應力范圍低于某一數值時，樣品在交變力的作用下，就不會發生嚴重的變化，此極限應力值稱為疲勞極限，但事實上，即使應力值很小，達到足夠的次數以后，同樣會發生斷裂，而疲勞腐蝕為交變應力與腐蝕共同作用引起的金屬裂紋，裂紋大多是在表面上的一些點蝕處延伸或者在氧化膜破碎的地方延伸，形成平行的，貝殼狀的裂紋。

2.5 點蝕

點蝕又稱小孔腐蝕，是一種局部腐蝕，首先在金屬表面形成一個蝕點，蝕點向縱深發展的速度大于水平方向的發展速度，慢慢的就形成了小孔，小孔的面積不大，金屬腐蝕的面積比較小，大部分金屬未受到腐蝕或者僅僅受到輕微的腐蝕。點蝕形成的原因是金屬由于受到挫傷或者溶液的濃度發生改變，使得某一點的金屬溶解，這一片區域離子成陽性，為平衡溶液的電性，氯離子將會遷移至此，但氯離子又會進一步促進金屬的溶解，同時，由于氯離子的水解作用，使得氫離子也不斷的遷移至此，此處具有高濃度的氫離子與氯離子，溶解就更快了，隨著時間的增加，溶解速度呈指數性的增長，此現象稱為點蝕的自催化過程。

2.6 局部腐蝕

局部腐蝕是在金屬的一小部分發生的腐蝕，能夠在較短的時間內引起設備的腐蝕泄露。其產生局部腐蝕的原因較多，最重要的還是濃差電池引起的，構成原電池，由于溶液的流動性不高，導致局部的濃度差較大，產生濃度差較大的原電池，腐蝕較快。

2.7 縫隙腐蝕

金屬在介質中，會存在有縫隙的地方或被其他覆蓋物的表面上發生較為嚴重的局部腐蝕，這種腐蝕稱為縫隙腐蝕，有時也稱為沉積腐蝕或者墊襯腐蝕，其產生腐蝕的原因主要為自催化過程。

3 鍋爐腐蝕保護

鍋爐的腐蝕主要有兩方面的原因，一是電化學腐蝕，二是化學腐蝕，那么對于化學腐蝕來說可以通過選取正確的金屬材料，選用活動性較低的金屬，還可選用覆蓋保護法，隔絕化學物質與金屬進行反應，針對電化學腐蝕，主要采用陽極保護法和陰極保護法。

鍋爐的正常運行決定蒸汽的質量，品質等許多因素，提高給水的質量，降低水的硬度，離子濃度，電導率等其他雜質對提高電廠的效率有著極大的益處。

[1]蔡麗霞.鍋爐水處理的現狀分析及對策[J].價值工程,2013,32(17):303-304.