常见蒸汽锅炉腐蚀情况分析

王晓东

一、基本情况

我市某宾馆二台SZL10—13锅炉,在年度检验时发现有严重的腐蚀现象。根据了解,二台锅炉在整个运行过程中,锅炉给水未采取任何除氧措施。现场调查及运行记录表明二台锅炉停炉频繁,并且在停炉期间,没有采取任何保护措施。

二、腐蚀情况

在锅炉炉胆水侧均存在大小及深度不一的圆形腐蚀斑点及腐蚀凹坑。最大尺寸分别为∮35X3mm和∮25X3mm,最小尺寸均为∮5X0.5mm。此外,在二台锅炉炉胆水侧均存在大小不等的腐蚀鼓包,鼓包大小为∮2-∮35mm,鼓包表面呈红褐色,其内有黑色粉末状物,用手剥去鼓包,在炉胆水侧表面形成一腐蚀坑,坑内堆着腐蚀产物,腐蚀产物越多,蚀坑越深。在锅炉烟管水侧均存在圆形腐蚀斑点及腐蚀凹坑,形貌基本相同,凹坑最大尺寸分别为 ∮10X0.5mm和∮5X0.5mm,在烟管水侧面还可见大量的腐蚀鼓包,剥去鼓包在烟管上留下一腐蚀斑点,由此表明烟管腐蚀程度远没有炉胆严重。 从整个炉胆及烟管上看,在高热负荷区腐蚀程度严重,另外,腐蚀凹坑不仅分布在炉胆母材上,而且遍布在焊缝热影响区上。

三、金相检验及腐蚀产物分析

在二台锅炉炉胆上共取7处作现场金相检验,7处都有腐蚀凹坑。第1处离前管板约350mm处的焊缝热影响区及母材上;第2处离前管板约650mm的母材上;第3处离前管板约1 000mm的母材上。 在另一台炉胆上,第1处离前管板约1 200mm处的焊缝热影响区及母材上;第2处离前管板约1 250mm的母材上;第3处离前管板约1 600mm的母材上;第4处离前管板约1 900mm的母材上。分别在上述7处打磨、抛光,4%硝酸酒精溶液侵蚀,再制取金相复型,在金相显微镜上观察及拍摄金相照片。其检验结果:母材的显微组织均为正常的铁素体+珠光体,铁素体晶粒度为7～8级,焊缝组织为先共分析铁素体及铁素体加珠光体,热影响区为魏氏组织。 用X射线物相分析腐蚀产物时,其主要物相为Fe3O4,其次为Fe2O3及FeO。

四、腐蚀情况的分析

根据炉胆及烟管形貌特征及腐蚀产物,可判断二台锅炉炉胆及烟管的腐蚀为氧腐蚀。现场金相检验结果表明二台锅炉炉胆母材及焊缝显微组织尚属正常;从腐蚀部位看,二台锅炉的氧腐蚀不仅发生在炉胆的母材上,而且还发生在焊缝上,表明该腐蚀与材质无关。 氧腐蚀原因有二:

一是锅炉给水未经除氧,引起氧腐蚀。锅炉给水从未进行除氧工作,从而使给水中的溶解氧带入锅炉内,引起以电化学方式进行的氧腐蚀,铁和氧形成两个电极,铁的电极电位总是比氧的电极电位低。

二是非连续使用加剧氧腐蚀。因停炉非常频繁,停炉期间未采用任何保护措施,从而使含有氧和潮湿的大气进入锅内,使炉胆及烟管金属发生氧腐蚀。它与锅炉在运行中发生的溶解氧腐蚀情况一样属于电化学腐蚀。停用锅炉腐蚀所造成锅炉表面粗糙,凹坑状态及腐蚀产物会成为运行中腐蚀的促进因素。 当锅炉经常停用、启动,在运行腐蚀中生成的低价氧化铁,在锅炉下次停用时,由于吸收空气中的氧又重新被氧化成高价氧化铁。这样,随着运行和停用交替进行,腐蚀过程反复进行下去,从而导致腐蚀加剧,所以,经常启动,停用的锅炉,腐蚀尤为严重。

五、应该采取的措施

1.在停炉期间做好停炉保养。

2.彻底清除锅炉原件壁上的腐蚀产物防止铁垢下发生碱副腐蚀。

3.做好给水除氧工作,提高给水品质。

4.加强锅炉排污,保证锅炉的pH值在10～12。

(编辑/李舶)