船用锅炉烟管腐蚀分析及对策

朱晓强

(中海工业(江苏)有限公司，江苏 扬州 225000)

船用锅炉烟管腐蚀分析及对策

朱晓强

(中海工业(江苏)有限公司，江苏 扬州 225000)

摘要:船用锅炉是保证大型船舶正常航行的一种重要船用设备，通过对某型船用锅炉烟管的腐蚀情况进行分析，介绍常见金属的腐蚀机理及主要特征。通过比对腐蚀的特征，分析锅炉使用过程中锅炉烟管腐蚀的主要原因。针对烟管腐蚀的成因，提出对应的处理和预防措施，进而降低因船用锅炉烟管腐蚀而造成的影响和损失。

关键词:船用锅炉；烟管腐蚀；原因；对策

0引言

船用锅炉是一种重要的船用设备，在保证大型船舶正常航行方面发挥着重要作用。其主要用于为全船提供热源：给燃料油加热,包括燃油舱、燃油柜和燃油管路；为蒸汽动力装置(如透平货油泵、透平压载泵等)提供蒸汽；为需要加热的设备包括分油机、油水分离器、热水柜、缸套水预加热器等提供蒸汽；产生惰性气体，如油船的惰气就可取自锅炉燃烧后产生的废气；给一些房间、舱室加热。船用锅炉对于保证大中型船舶正常航行而言意义重大，但是在锅炉煮炉及使用过程中，若对其烟管腐蚀原因了解不清晰、使用不当，会造成锅炉烟管过度腐蚀甚至穿孔，这将对营运中的船舶造成影响。因此，有必要围绕常用的组合锅炉烟管腐蚀实例，对组合锅炉烟管腐蚀原因进行分析并提出相应对策。

1某船锅炉烟管腐蚀及检验情况

1.1烟管腐蚀情况

该船的燃油废气组合锅炉的型号为ZYC1.5/305-0.7，蒸发量为1.5 t，蒸汽压力为7 bar。

登船现场检验锅炉，割去两端管头，取出管子，目测漏水的管子外表面有2个腐蚀凹坑已连成一片，其中一个凹坑已穿透，穿孔直径约为3 mm。

主要情况分析为：

(1)管子内表面未见腐蚀痕迹，烟气侧未发生腐蚀，可排除安装吹灰管导致烟气侧腐蚀的可能；

(2)管子腐蚀穿孔不是发生在管子全长范围内，因此就只有一个部位，即位于下管板向上30 mm范围内；

(3)腐蚀发生在管子外圆的某1个或几个点上，不是在整个圆周上；

(4)未漏水的管子外表面未见到任何腐蚀点；

(5)腐蚀穿孔发生在个别管子上。

1.2锅炉水情况

锅炉水目测为深红色，取样并用pH试纸测试，测得该水pH=7(自来水pH=6.5)。这些水已经不是实际锅炉水，为了让锅炉迅速冷却，在放干净锅炉水后再加入热井中未加药的清洁水。

图1烟管的腐蚀情况

1.3锅炉烟管材质检验情况

1.3.1材质证明

烟管使用20#锅炉钢管, 规格为φ63.5 mm×3.5 mm，GB 3087—2008。按质量记录文件，该台锅炉产品具有完备的材质证明和检验证明，文件资料齐全，质量合格。

1.3.2机械性能试验和化学成分分析

请有资质的第三方检验机构对取回的有腐蚀的钢管进行了机械性能试验和化学成分分析， 未发现所用材料有缺陷。

2锅炉腐蚀原因分析

2.1锅炉腐蚀的直接原因

对照金属腐蚀的机理，该锅炉为水侧腐蚀，属于电化学腐蚀；腐蚀的形式属于局部性腐蚀的溃疡状腐蚀；腐蚀的状原因初步认为是有氧腐蚀、二氧化碳腐蚀、碱腐蚀，或三者的共同作用。

碱性腐蚀常具有局部性腐蚀的特征，呈现小沟槽或不规则的溃疡状。这种腐蚀主要发生在沉淀物下的金属或汽、水分层的蒸发管中，因为这些部位可能会使与这部分金属接触的锅炉水浓缩而形成高浓度的苛性钠。现在看到的腐蚀位置是接近下管板的钢管外侧，即“在沉淀物下的金属”上，且呈现“不规则的溃疡状”。因此，碱性腐蚀的可能性最大。

2.2造成碱性腐蚀的原因

2.2.1碱的主要来源

(1) 煮炉后碱性物质残留：锅炉投入使用前都要先进行煮炉，煮炉的药剂是氢氧化钠(NaOH)和磷酸三钠(Na3PO4)，如果煮炉后清洁工作没做好，残存的碱水就使碱腐蚀成为可能；

(2) 水处理剂中的碱：水处理剂的重要成份是碱性物质，按照《工业锅炉水质》的规定，锅炉水的pH为10～12，通过添加锅炉水处理剂进行调节，在这个范围内不仅能防垢，也能防腐，但是必须对水进行充分除氧。

2.2.2碱腐蚀的原理

当锅炉水含氧量高且处于高温状态时：当pH<8或pH>13时，锅炉金属表面的保护膜会因溶解氧而遭到破坏，从而使金属腐蚀加剧；当7≤pH<10时，主要发生氧的去极化和氢氧化亚铁被氧化的反应，但都很微弱；当pH≥10后，钢材的腐蚀由均匀转为局部，并具备了溃疡和孔蚀的条件。

从大部分研究的结果看：若锅炉给水未除氧或除氧不充分，则锅炉水的pH值控制在8～10左右能够有效防止氧腐蚀；若锅炉水碱度偏高，即使每天定期排污，由于锅炉底部循环不好，排污不充分，锅炉底部碱浓度仍会偏高，将会造成管子腐蚀穿孔。

目前锅炉水除氧基本是靠投药解决的，除氧效果并不理想，需要进行检测，再根据实际情况进行调整。

3处理和预防措施

3.1煮炉过程中残留的碱性物质的处理

严格按照相应型号的锅炉使用说明书进行煮炉的相关操作，选用推荐的药剂品种和药剂量配比，将药剂在事先准备好的容器内稀释搅拌均匀后缓缓加入锅炉内，避免不经稀释直接将粉剂倒入锅炉。煮炉结束后，需用清水对锅炉内部进行冲洗，并对炉内清水进行pH测试，避免碱性物质残留。

3.2船舶营运过程中锅炉水的管理

国家特种设备安全监督部门日益重视锅炉氧腐蚀的危害性，并于2001年重新颁布了GB 1576—2001《工业锅炉水质》，明确规定：对于蒸汽锅炉，当额定蒸发量≥6 t/h时应除氧，当小于6 t/h时如发现局部腐蚀应采取除氧措施。

1) 小型锅炉一般采用化学除氧，需要对除氧的过程进行控制。即使采用化学除氧，也必须配备必要的在线或便携式的分析仪器或设备，保证实时掌握锅炉状况，主动而及时地调整加药比例，保证除氧效果。

2) 除氧剂一定要购买正规的包装产品，化学除氧剂以知名品牌产品为佳。

3) 锅水的pH值控制在8～10左右能够有效防止氧腐蚀。严格控制pH/PO4的比例；使用适当的分散剂，以抑制沉积物的产生；控制锅炉水游离碱，防止局部高浓度的游离碱产生。

4) 投药量不应该每次都一样，应根据排污情况作适当调整。如果不排污，蒸汽带走碱的量很小，锅水中的碱度变化很小，可以不投药。

5) 要经常检查和监测热井上的大气冷凝器是否损坏，若冷凝器中的冷却水是海水，冷凝器损坏后海水进入热井，进而进入锅炉，则海水中的盐会损坏锅炉管。

4结语

船用锅炉是为全船提供热源的船用设备，对使用重油的大中型船舶的正常运行而言至关重要。通过分析锅炉烟管腐蚀的原因，有助于指导船厂煮炉及船员正确使用操作锅炉，减少船用锅炉因烟管腐蚀造成的影响，保障船舶的正常运行。

参考文献：

[1]秦晓勇，陈冰，陈德斌.船用锅炉过热器管子腐蚀原因分析[J].锅炉制造，2010(4)：23-27.

[2]郭恩明. 锅炉腐蚀原因及防止措施[J].设备管理与维修,2012(10):20-21.

[3]张德国. 蒸汽锅炉氧腐蚀的原因及相应预防措施探讨 [J].中国石油和化工标准与质量,2013(24)：109.

[4]王建国. 排污率对蒸汽锅炉节能影响分析研究[J].区域供热，2010(2)：14-17.

收稿日期：2014-11-24

作者简介：朱晓强(1983—)，男，河北涿鹿人，工程师，主要从事船舶轮机研究设计。

文章编号：1674-5949(2015)01-050-03

中图分类号：U664.111；TK224.9

文献标志码：A

Marine Boiler Flue Corrosion and Countermeasures

ZhuXiaoqiang

(China Shipping Industry (Jiangsu) Co., Ltd, Yangzhou 225000, China)

Abstract:Marine boiler is an important equipment of the ship. The corrosion of the marine boiler flue of a typical ship is studied. The main causes of boiler flue corrosion are analyzed according to the characteristics of different type corrosions. The countermeasures are proposed to protect the boiler flue.

Key words:marine boiler； flue corrosion； reason； countermeasures