某企業WNS型工業鍋爐腐蝕危害及防護措施

摘 要：某企業WNS型工業鍋爐在新裝使用兩年以后，煙管出現大面積腐蝕，在鍋爐運行中突然出現爆管、燃燒器熄火、爐膽進水和停爐等緊急情況，現場沒有造成人員傷亡，鍋爐需要重大修理，造成直接和間接經濟損失50萬元。本文結合鍋爐腐蝕機理和腐蝕程度，判斷可能的腐蝕原因和以后日常保養的措施，從而避免因為腐蝕而產生的安全隱患和經濟損失。

關鍵詞：工業鍋爐;腐蝕;穿孔;防護措施

1 鍋爐背景和停爐現場情況

1.1 鍋爐運行參數

該企業使用的鍋爐是WNS型燃氣（天然氣）鍋爐，額定蒸發量為2t/h，額定壓力1.25MPa，新裝鍋爐，工作壓力1.0MPa，有持證鍋爐的管理人員和司爐作業人員，發生爆管前正常使用。

1.2 鍋爐定期檢驗情況

該鍋爐為新裝鍋爐，新裝后第一年鍋爐檢驗是內部檢驗，打開鍋爐人孔、手孔、防爆門等部件，發現介質側煙管金屬表面形成大小不一的鼓泡，表面疏松、隆起，內部呈黑或黑褐色粉末，金屬表面留下了大小不均的凹坑，其深度一般為0.2mm，直徑1.5mm不等，防護措施為加強監控;第二年為鍋爐外部檢驗，各項安全保護措施試驗正常，各項外部檢驗需要現場驗證的試驗都符合要求。

1.3 緊急停爐后現場情況

現場打開鍋爐，用內窺鏡和工具箱等檢驗設備，發現煙管表面大面積的腐蝕，有斷斷續續、大小不一的鼓泡（圖1），有多根煙管表面鼓泡下面存在煙管穿孔缺陷，有一根煙管鼓泡下面煙管存在穿孔和開裂缺陷（圖2）。

2 煙管腐蝕原因分析

該鍋爐主要用于酒店春秋季和冬季取暖和食堂使用，每天使用2-3個小時，一年斷斷續續使用6個月時間，鍋爐始終是正常水位，在停運期間，鍋爐每天點火一次確保燃燒器正常使用，爐水加熱到85°左右就停止燃燒，加速金屬腐蝕速率，在加上日常沒有采取可靠的防護和保養，造成鍋爐煙管的嚴重腐蝕，直至穿孔。

鍋爐停用后，如不及時放水和進行干保養，由于鋼鐵中夾雜物（主要是MnS）的電極電勢比鐵高，因此能形成腐蝕電池的陰極（鐵為陽極），發生如下的反應：

陽極反應：Fe→Fe3++2e，陰極反應：O2+2H2O+4e→4OH-

由于氧分子的去極化作用，進一步發生氧去極化腐蝕（吸氧腐蝕），致使腐蝕過程一直繼續下去，特別是對交替地運行和停用的鍋爐，腐蝕更加嚴重。

根據以上分析，鍋爐停運期間腐蝕的根本原因就是鍋爐金屬表面存有水份與氧，因此要采取妥善的防護措施就能減輕甚至杜絕其腐蝕。

3 該鍋爐腐蝕防護措施

針對該臺鍋爐的實際使用情況，使用單位應避免鍋爐每天點火一次爐水加熱到85°左右就停止燃燒，這樣雖然可以調試燃燒器是否正常能正常使用，但是會加速金屬腐蝕速率，存在很大安全隱患。

同時根據防腐蝕原則，采取以下幾種方法會起到更加理想的防護效果。

3.1 濕法保護

這是一種比較簡單的停爐保護方法，停爐時將鍋爐充滿水。一方面可以防止空氣進入鍋內，另一方面在鍋水中加入某種防銹劑，從而達到防止腐蝕的目的。

（1）保持給水壓力法。在鍋爐停用時，將經過除氧處理的給水充滿鍋爐，關閉全部閥門，防止空氣侵入鍋內。測定溶解氧含量，超標準時應更換鍋水;也可將亞硫酸鈉加入鍋水內，維持過剩量為5～10mg/L。

（2）保持蒸汽壓力法。在鍋爐停用后，用間斷升火的辦法保持鍋爐蒸汽壓力高于大氣壓力2倍左右，以防止空氣侵入鍋爐的水、汽系統。

（3）堿液法。將鍋爐內充滿一定濃度的堿液，保持鍋水的pH值在10以上，促使金屬表面鈍化，造成陽極極化，達到保護鍋爐防止腐蝕的目的。

（4）聯氨法。在鍋爐內充滿聯氨N2H4和氨NH3的混合液.防腐蝕的原理是利用聯氨具有較強的還原性，可以除掉水中的溶解氧，同時利用氨在水中呈堿性，提高溶液的pH值。

3.2 干法保護

在鍋爐停用后，將鍋水放盡，并保持金屬表面干燥或充填某種氣體，以防止空氣的侵入，從而達到停爐保護的目的。

（1）熱爐放水法。此法適用于從運行轉入檢修的鍋爐保護法，利用鍋爐停用時的熱量，將放水后的鍋爐烘干，即排除了腐蝕電池中電解質的作用，增大電阻控制過程。應注意此法操作時要保持汽壓和水溫自然下降，當鍋爐壓力降至0.1MPa，排污水溫度降至100～120℃時，開始放水。

（2）干燥劑法。此法是使鍋內金屬表面保持干燥，在任何部位都沒有電解質溶液存在，從而達到防腐的目的。在鍋爐放水烘干的情況下，按鍋爐容積計算向鍋內放置干燥劑。由于氯化鈣和生石灰吸潮后變稀，應注意妥善放置于器皿內，硅膠可放入布袋中。

（3）涂料法。此法是在鍋爐內部刷上一層防腐涂料，使金屬表面與外部腐蝕性介質隔絕，以達到防止腐蝕的目的。常用的防腐涂料配制方法是將鉛粉和機油按1：2的配比調和均勻。

（4）氣相緩蝕劑保護。氣相緩蝕劑是選用碳酸銨、磷酸氫二銨、尿素和碳酸環己胺等無機的銨鹽類和有機的胺類，通過其在一定的條件下分解放出氨氣，生成緩蝕基團，而起到防腐作用。

（5）充氮氣法。將具有惰性的氮氣充入鍋爐內，保持一定的壓力，防止空氣進入鍋爐內部，從而達到防止腐蝕的目的。

根據腐蝕機理和腐蝕防護的難易程度，使用單位自己選擇適時的防護方式，目的就是減少和避免腐蝕造成的安全隱患和經濟損失，提高鍋爐使用壽命，確保鍋爐安全運行。

作者簡介：張夢生（1985-），男，安徽舒城人，碩士研究生，工程師，研究方向：特種設備檢驗。