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停运期间均可发生。其主要部位,首先是给水系统和省煤器,而且其腐蚀产物进入受热面中和循环水系统中,也会引起其他一些破坏。在系统停运期间由于防护不当,更是如此,不断造成设备及系统的破坏,其破坏程度越来越大,在金属表面形成许多小鼓包,鼓包表面的颜色(由黄褐色到硅红色不等,次层是黑色)。当将这些腐蚀产物清除后,便会出现腐蚀造成的陷坑。
三、产生氧腐蚀的原因
1、在运行过程中
①系统含氧量过大
目前所使用的锅炉及其采暖系统属低压、低温水。由于系统的不严密性,造成氧气的进入,系统热水损失过大,造成补水量过大及大部分系统并没有除氧设备或除氧器运行不正常等等,而加剧了氧蚀的强度。
②系统循环水PH过低,加剧腐蚀。
试验表明PH在4.5~8时,氧蚀速度加快。
2、在基建和停用期间无防护或防护措施不到位。
锅炉在基建和停用期间,如没有防护措施,大气就会侵入锅内。由于大气中含有氧和湿分。从而造成氧蚀。而氧蚀造成的陷坑,在以后的运行过程中,会加速腐蚀;在停用期间的整个系统内。特别是易积水放不掉的部位,若表面还有残留物和水渣时,腐蚀比正常运行中会更严重。
四、锅炉及采暖系统的防护措施
根据以上分析,防止氧腐蚀不仅要在运行其间进行。更应在停用期间采取措施,才能有效减缓和防止氧腐蚀,延长设备使用寿命。为此,提出以下防护措施:
1、加装除氧装置
根据GB1576—2000《低压锅炉水质》标准要求。热水锅炉≥6t/h需要加装除氧器。但目前有些锅炉并没有装除氧器,有些虽然装了除氧器,但除氧器的工作往往不正常。造成除氧效果不好,当然除氧器的型式也很多:热力除氧、真空除氧、海绵铁除氧等,如何合理选用除氧器。如何保持除氧器的最佳运行工况需要解决一系列的问题。
2、采用化学除氧方法
对于低压锅炉可采用Na2SO3除氧,它易溶于水,也是一种还原剂,能和水中溶解氧作用,生成硫酸盐。反应如下:
2NaSO3+O2 → 2NaSO4
3、调整循环水的PH值
我们知道,随着水中PH的增大,氧腐蚀明显减少。试验表明把水的PH值从8提高到10时,减少钢铁腐蚀有明显效果,PH值控制在10~11最好。通常对低压热水锅炉及其采暖系统可往锅炉内加碱性药剂来调节,常用的碱性药剂有:NaCO3、NaOH、氨水等,若PH过高,可通过增加排污,也可往锅炉内加酸式磷酸盐来调节。
4、降低系统损耗,从而降低系统补水量
首先做好节能的宣传工作,使大家认识到节能的重要性;二是及时杜绝“跑、冒、滴、漏”等现象;提高供热质量及系统加药量直接减少失水率
5、加入合适防腐阻垢剂
目前市场上有多种防腐阻垢剂,合理选用,合理使用以达到防腐的目的。
6、停用期间的合理保养
采暖锅炉属低压锅炉,每年的停用期为8个月左右。停用期较长。适当选用一些合理的保养(干法和湿法)方法。通过我们的实
析氧腐蚀
析氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀,叫析氧腐蚀.
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于析氧腐蚀,其电极反应如下:
负极(Fe):Fe - 2e = Fe2+
正极(C):2H2O + O2 + 4e = 4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是析氧腐蚀.
热水锅炉及采暖系统氧腐蚀的探讨
2009-7-29 15:54 【大 中 小】【打印】
摘要:热水锅炉在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用,由于循环水量大,带入流解氧也多,因此,热水锅炉的氧腐蚀尤为突出,文章分析了氧腐蚀的原理及影响因素,并提出了防护措施。
关键词:热水锅炉;采暖系统;氧腐蚀;机械除氧;化学除氧
热水锅炉与蒸汽锅炉相比,具有结构简单、制造容易、钢材耗量较少、热效率较高、运行安全、操作方便、不易发生缺水干锅和受热面金属过热事故等特点,因此在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。尤其是在我国北方,冬季采暖是城镇居民的基本生活需求,虽然这几年国家一直在推动热电联产项目的建设,但大部分采暖热源仍为热水锅炉。而热水锅炉系统的运行腐蚀、停用腐蚀以及由此而引起的腐蚀产物结垢问题却长期困扰着人们。而且热水锅炉循环水量大,带入流解氧也多,因此热水锅炉的氧腐蚀尤为突出,腐蚀会带来巨大的经济损失,首先会降低寿命,我国热水锅炉设计寿命为15年,由于腐蚀原因一般只能运行5~8年,其次腐蚀泄漏发生在严寒期,供热中断会直接影响居民的正常生活。
一、氧腐蚀原理
1.铁受水中流解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀:阴极过程,O2是强烈的阴极去极化剂,能吸收阴极电子形成氟氧离子OH-,使腐蚀过程加剧,反应公式如下:
O2+4E+2H2O→4OH-
阳极过程,铁的电极电位低于氟的电极电位,反应公式如下:
Fe→Fe2++2e
阳极反应产物和阳极反应产物反应,形成铁锈:
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
Fe(OH)2+Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O
2.氧腐蚀部位及特征。热水锅炉运行时,最易发生氧腐蚀的部位在入水口附近的金属表面、系统接触大气区的金属表面、循环不畅处和腐蚀产物沉积处的金属。其特征为斑点腐蚀或溃疡,常常在金属表面生成许多直径为1~30mm的鼓包,其表面着色由黄褐色到砖红色不等,主要成分为氧化铁,次层为黑色粉未状物,为四氧化三铁。有时,在腐蚀产物的最深处,紧靠金属表面,还存在一个黑色层为氧化亚铁,将这些腐蚀产物清除后便露出蚀坑。
二、影响氧腐蚀的因素
(一)运行期间
1.热水锅炉采暖系统,有直供和间供两种形式,由于系统的不严密性,容易造成氧气的进入,尤其是直供系统直接与用户相连,若补水量增大,除氧不正常,就会加大溶解氧含量。在一般条件下,水中氧含量越多,钢的腐蚀越快。
2.溶液的PH值对金属的腐蚀速度影响较大,当pH值低到溶液呈酸性时金属腐蚀速度剧烈增大,当有流解氧存在时,pH的改变对金属腐蚀影响更大。通过大量的锅炉运行数据分析,pH值小于6时,腐蚀速度随pH值降低迅速增加;pH值在6~10之间,含氧量的高低决定腐蚀速度的高低;pH值在10~12之间时,腐蚀速度随pH值的增加而降低;pH值为12时,腐蚀速度几乎很小。
由此可见,锅炉正常运行时,控制锅水pH值在10~12范围内,可以使金属表面形成一层稳定的保护膜,造成阳极钝化,从而大大降低锅炉的腐蚀速度。
(二)停运期间
锅炉停运期间的腐蚀比运行腐蚀更严重,大规模的腐蚀损坏和局部腐蚀孔往往是由停用腐蚀引起的,尤其热水采暖锅炉系统运行期一般为4~5个月,每年停运期7~8个月,若在停运期间没有将水放净或未做好养护,氧腐蚀将会加剧。
三、氧腐蚀的防护措施
根据以上分析,防止氧腐蚀不仅要在运行其间进行,更应在停用期间采取措施,才能有效减缓和防止氧腐蚀,延长设备使用寿命。为此,提出以下防护措施:
(一)运行期间采取机械除氧和化学除氧同时处理的方式
1.机械除氧主要是加装除氧器,热水锅炉由于蒸汽汽源问题及投资原因,不适应使用热力除氧和真空除氧,可考虑使用海绵铁除氧,这是进入20世纪90年代后在钢屑除氧的基础上研制的技术,也采用过滤式,用堆比重比较轻的海棉状还原铁粉为除氧剂,当含氧水通过滤层时发生以下反应:
2Fe+2+2H2O+O2→2Fe(OH)2
Fe(OH)2吸附在海绵铁粒上,但它在含氧水中是不稳定的,它将被氧化成三价铁的化合物:2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3
Fe(OH)3呈现为黄绿色类絮状物,可用反洗方法冲走,在滤层深处,由于水中氧的浓度已经很低,因此必然存在与Fe(OH)2沉淀保持平衡关系的少量的Fe2+,它很容易被Na型树脂吸收,所以出水再经Na型强酸性阳树脂层时便可除去,交换反应为:
Fe2++2NaR→FeR2+2Na+
这种方法常温下即可除氧,体积小投资小,除氧效果较稳定,因此在很多热水锅炉系统中得到应用,问题是缺少技术的统一性。
2.化学除氧,主要是添加除氧剂,种类有Na2SO3和水合联氨(N2H4•H2O),后一种由于价格昂贵且有较强的毒性,所以不能在热水锅炉采暖系统使用,Na2SO3易溶于水,是一种还原剂,遇到水中的溶解氧产生如…… 职称论文发表网http://www.issncn.com
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