爐管腐蝕的起因與對(duì)策
評(píng)論: 更新日期:2008年05月12日
SO5的形成,對(duì)爐管進(jìn)行擴(kuò)散滲透處理,例如,滲硅或滲鋁等。可以提高其抗灰致腐蝕的能力。
3.2還原性氣氛腐蝕
水冷壁爐管易受到還原性氣氛腐蝕。在還原性氣氛中會(huì)形成高溫硫酸化合物(如Na2S2O7和K2S2ONaSO7),這些在高溫下氣化后的硫酸化合物遇到水冷壁爐管后在其表面液化,從而將爐管表面的氧化層保護(hù)膜溶解,使?fàn)t管遭到不斷的氧化腐蝕。
還愿性氣氛腐蝕見于水冷壁爐管的頂部區(qū)域。煙灰中碳含量增高,說明燃燒不完全,存在還原性氣氛。對(duì)于還原性氣氛腐蝕,應(yīng)在鍋爐燃燒設(shè)計(jì)時(shí)予以重視,另外爐管的選材和表面外理,也是減輕和防止還原性氣氛腐蝕的一個(gè)途徑。
3.3露點(diǎn)腐蝕
燃油鍋爐的重油中通常含有2%~3%的硫,由于燃燒而生成二氧化硫氣體,這樣,在煙氣中就會(huì)有約0.2%的SO2,其中1%~2%SO2受灰分和金屬氧化物等的催化作用而生成三氧化硫(SO3),它再與燃燒氣體中所含的水分(約5%~10%)結(jié)合生成硫酸,在處于露點(diǎn)以下的金屬表面凝結(jié)并腐蝕金屬(即所謂硫酸露點(diǎn)腐蝕),其反應(yīng)如下:
S+O2→SO2
SO2+O2→2SO3
SO3+H2O→H2>→H2SO4
一般認(rèn)為,硫酸露點(diǎn)腐蝕有三個(gè)階段:第一個(gè)階段相應(yīng)于鍋爐剛開始運(yùn)行不久的狀況,金屬表面處于低溫和低濃度充酸的腐蝕環(huán)境中,此時(shí)鋼處于活性溶解狀態(tài),腐蝕速度很大,但從時(shí)間上看卻又很短暫,考慮到鍋爐的長(zhǎng)期運(yùn)行,這個(gè)階段對(duì)總腐蝕量的影響不大;在第二階段,金屬表面溫度已達(dá)到平衡,屬于高溫、高濃度硫酸腐蝕范圍;第三階段所形成硫酸的溫度、濃度和第二階段相同,但在其中含有大量的未燃碳,由于未燃碳的催化作用,便Fe3+也大量存在,耐露點(diǎn)腐蝕的鋼處于相應(yīng)極化曲線的純化區(qū)范圍,其腐蝕速度是很小的,而碳鋼則仍處于與第二階段一樣的活化狀態(tài),腐蝕速度很大。
要想從根本上解決硫酸露點(diǎn)腐蝕問題,就必需減少燃燒中的硫分來抑制硫酸的生成。為此,應(yīng)使用含硫量在0.5%以下的燃油?;虿扇〗?jīng)精煉脫硫后的低硫重油。其次,降低過剩空氣量也可以抑制SO3的生成。為此,就需在燃燒器設(shè)計(jì)中給予充分考慮。加入能與SO3化合而形成非腐蝕性化合物的物質(zhì),例如,把氫氧化鎂制成濃度為12%的漿狀水溶液,注入燃油中混合使用,或把NH3混入適量的空氣中,用氣體注入法,對(duì)防止腐蝕有明顯效果。氫氧化鎂注入后還能降低煤塵量,以緩和低過??諝庀碌倪\(yùn)行所帶來的問題。
3.3應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕(或稱應(yīng)力腐蝕開裂)是指金屬在特定腐蝕介質(zhì)和一定水平拉應(yīng)力的同時(shí)作用發(fā)生的脆性開裂。應(yīng)力腐蝕必須要三個(gè)條件同時(shí)具備,即一定水平的拉應(yīng)力,特定的腐蝕介質(zhì)以及對(duì)該腐蝕介質(zhì)具有應(yīng)力腐蝕敏感的鋼材。爐管在內(nèi)壓以及熱應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力等的作用下,會(huì)具備一定水平的拉應(yīng)力條件。多數(shù)鋼材都在氯離子及氫氧根離子環(huán)境中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕,例如奧氏體不銹鋼在氯離子環(huán)境中很容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,遭到應(yīng)力腐蝕破裂的爐管一般不出現(xiàn)明顯的塑性變形跡象,且一般呈穿晶斷裂。
防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從應(yīng)力、介質(zhì)及材料三方面考慮。應(yīng)盡量消除焊接殘余應(yīng)力,防止熱應(yīng)力的疊加,降低拉應(yīng)力水平。應(yīng)盡量降低應(yīng)力腐蝕介質(zhì)的濃度,但在用城市垃圾為燃料的情況下,爐管表面的氯離子濃度很難消除,在局部高應(yīng)力區(qū),具備發(fā)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境,此時(shí)應(yīng)從材料方面考慮,例如采用高鎳合金鋼(如因康鎳合金)或用其作為防護(hù)層,可降低應(yīng)力腐蝕的敏感性。
4結(jié)語(yǔ)
由于爐管處于非常特殊的運(yùn)行環(huán)境,溫度、壓力以及腐蝕性介質(zhì)使其具備遭受多種腐蝕的條件,只有充分認(rèn)識(shí)這些腐蝕的起因,才能采取有效的預(yù)防措施,使?fàn)t管免遭腐蝕破壞。
爐管腐蝕往往是一綜合性問題。多種腐蝕可能同時(shí)出現(xiàn),它們可能相互促進(jìn),也可能互為因果關(guān)系。因此,在采取預(yù)防措施時(shí),要全面系統(tǒng)地分析腐蝕起因,進(jìn)行綜合治理。此外,爐管的防腐有時(shí)還需從鍋爐效率以及環(huán)境污染等多方面綜合考慮。