蒸压釜的腐蚀与防护

黄伟建 刘学元 钱东良（江苏省常州市锅炉有限公司,江苏 常州 213126）

1 蒸压釜釜内腐蚀情况的具体分析

1.1 蒸压釜釜内腐蚀情况分布，具体可分为六个腐蚀区域：

腐蚀区①即两轨道之间，腐蚀相对于其它腐蚀区最为严重，局部腐蚀坑直径长，深度深。腐蚀区②即两轨道外侧，腐蚀较密，但蚀坑直径比轨内要小。腐蚀区③即釜其余内壁，它主要有腐蚀锈和密布的蚀坑。腐蚀区④即釜的顶部，它较腐蚀区③严重，尤为釜的长度方面的两端更为明显。腐蚀区⑤即进气管周围，腐蚀严重且脱皮。腐蚀区⑥为釜体外加强圈位置的内侧，它基本未被腐蚀。

2 分析各区腐蚀的原因

2.1 蒸压釜发生严重腐蚀的主要原因是，高温水膜水滴下的氧作用的结果。

蒸压釜运行过程中氧的主要来源有两个，一是进出料过程中打开釜门时带入和进入的，二是通过饱和水蒸气加热时由蒸汽带入的。假设有一台蒸压釜，它的型号为Ф2.85×39m，最高工作压力为1.5MPa，其蒸压釜的容积约为240m3，每釜装料体积约为97 m3，所以蒸压釜装满料后的剩余空间为143 m3。若关紧釜门进入运行，釜内将有新鲜空气143 m3，这时设备内温度约50℃（T=324K），若抽真空到380mmHg柱，这时氧分压为P=0.5×0.2=0.1大气压。

从以上讨论和粗略计算中看出，蒸压釜在运行中引入的氧气将造成严重腐蚀，特别是每周期间进出料时，打开釜门进入的氧气，由于量大，所以引起的腐蚀是十分可观的，仅其进入量的1%参与阴极过程，就能造成釜壁的0.166mm/YT的腐蚀损失。

2.2 Q345R进行的电化学极化行为存在突出的不同之处，进行蒸压养护之前的加气混凝土浸出液里面，测出pH值达到13，不易腐蚀而蒸压后的加气混凝土浸出液中pH=7，腐蚀较易进行。若把蒸压后的浸出液也调到pH=13时，其腐蚀电化学行为将大为改善。蒸压釜腐蚀情况图中轨道间腐蚀区封闭型活动蚀孔，这与釜底部CaCO3垢层有关。

2.3 蒸汽管处，即腐蚀区⑤出现明显的层状腐蚀，主要因为蒸汽管进行加热的时候，会遇到高温高压的水蒸汽，此时加热暂停，让氧化皮发生破损，还和基本金属间造成开裂问题，促使了腐蚀。基于此情况，不停地反复运行，导致腐蚀产物不断裂开，让蒸汽管外壁有了更大的腐蚀，它的腐蚀产物主要是层状的。

3 降低蒸压釜腐蚀速率的方法

蒸压釜的腐蚀是不可避免的，但我们可以在设计和使用过程中采取有效的方法和措施，减少腐蚀或降低腐蚀速率，使其控制在一定的范围之内。

3.1 蒸养时将析出的冷凝水及时排走。

3.2 不允许釜底部存在料渣。

3.3 最好能改善冷凝水中pH值不易腐蚀的范围pH=7之内。

3.4 不主张采用耐腐蚀的钢板制作蒸压釜。

3.5 不主张采用釜内表面涂层方面防止腐蚀。

蒸压釜工作时及时将冷凝水排走，釜顶与釜温差减小，釜底上表面的拉应力就不会很高，因而釜就不会产生应力腐蚀。釜底部经常清理，不允许存料渣，化学腐蚀就会减少。防止加气混凝土渣块的脱落，减少沉积物。

料车进出过程中，由于振动等原因使料渣脱落，掉入釜底。这种料渣的沉积及其浸出物是造成蒸压釜底部局部腐蚀的重要原因之一。所以料车进釜之前，应彻底清扫加气混凝土切割、装车等过程中可能脱落的料渣，或在料车上加挡板槽，以便收集料车进出釜时因振掉落的渣屑。除此，还应定期清扫。如能从原材料解决冷凝水的pH值，腐蚀就会减缓。用耐腐蚀钢材制作是不经济也不必要的，实践证明，只要尽量满足一、二、三点要求，蒸压釜用20-30年也是没有问题的。

4 可采取的防护技术

4.1 加含氨基缓蚀剂

蒸压釜运行过程中，通过缓蚀剂组分的可挥发性，使缓蚀剂挥发溶于釜体内壁的冷凝水中，从而改变水膜下釜壁金属的腐蚀电化学行为，达到有效的抑制腐蚀过程。通过加温加压试验表明，在氢氧化铵溶液（1%NH3）半封闭瓶中的气相挂片，Q345R试样表面呈烤兰色，去膜后表面基本光亮，其腐蚀率为0.0028mm/YT，比不加时的腐蚀速率下降了10倍，瓶外空间的气相挂片，试样表面呈浅烤兰色，有许多小锈点，其腐蚀速率下降了一倍。

4.2 热喷涂铝

将热喷涂材料加热至熔化状态，用高压气流使其雾化并喷涂于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。铝的钝化倾向很大，纯铝在水和水蒸气中具有非常好的耐腐蚀性。纯铝的表面为其氧化膜所覆盖，这层含水氧化铝膜在pH=3-9间是稳定的，由于铝的电位非常负，对钢基底还具有电化学保护作用，采用合理的喷涂工艺，选用优良铝材，可以获得热喷涂铝的保护层。

[1]李世玉.压力容器设计工程师培训教程[M].新华出版社,2005.10.

[2]青岛化工学院等院校合编.钢制压力容器[M].湖北科学技术出版社,1991.

[3]蒸压釜的安全技术与管理[M].2010.