锅炉腐蚀现象产生与分析

王伟哲 山东科技大学

工业化的进程离不开机械化的发展，随着中国工业化进程的不断推进，锅炉在其中扮演着极其重要的角色，锅炉设备能否安全，高效的运行与其供给水有着密不可分的关系。

1 锅炉腐蚀的危害

锅炉腐蚀的产生有时会是大面积的腐蚀，产生这种腐蚀后的金属往往不能够被修复或者二次使用，只能将其全部更换，造成极大的浪费，同时产生腐蚀之后，因其对锅炉造成一定的损伤，会影响锅炉产生蒸汽的品质，质量，影响生产的正常运行，锅炉受腐蚀严重时，甚至会造成极其严重的安全事故，因此对锅炉的腐蚀现象进行分析及提出解决的方案是亟待解决的。

2 锅炉腐蚀现象分析

2.1 金属的腐蚀机理

金属的腐蚀主要分为化学腐蚀与电化学腐蚀，金属与化学物质直接进行化学反应的而导致金属损坏的现象称为化学腐蚀，在此过程中只有化学反应，不存在电子的转移。

而电化学腐蚀则是金属与化学物质形成一对原电池，金属作为阳极放出电子，化学物质作为阴极得到电子，金属失去电子后形成正价的金属离子到现在溶液中去，从而造成损坏。

2.2 常见的腐蚀

（1）氧腐蚀：氧腐蚀是一种电化学腐蚀，其中铁和氧形成两个电极，组成腐蚀电池，铁的电极电位比氧的电极电位低，所以在组成腐蚀电池时，铁作为阳极，进行还原，氧作为阴极起去极化的所用，形成电子转移，即构成电化学腐蚀。

（2）酸碱腐蚀：其中酸性腐蚀主要是指氢离子的去极化过程，即水中的氢离子得到电子后氧化生成氢气，成为析氢腐蚀，锅炉中的给水，炉水和蒸汽都可能呈现酸性，呈现酸性的原因主要有3种：<1>由于一次风，二次风带入的二氧化碳引起的酸性腐蚀，二氧化碳遇水后成碳酸，水中氢离子含量增加，析氢腐蚀严重。<2>由于补给水及凝汽器泄露冷却水中带入有机物进入炉内，受热分解后形成酸性物质。<3>当凝汽器泄露后，漏入海水后氯化物，硫酸盐含量较高，而碱度较低的淡水，经水解产生强酸。酸性腐蚀属于均匀腐蚀。碱性腐蚀发生的原因为炉水中的游离氢氧化钠在蒸发的过程中不断的浓缩，提高浓度，当浓度不断升高后达到能够腐蚀金属的程度，开始对金属造成破坏。酸性碱性腐蚀主要发生在水冷壁管，倾斜管，省煤器管，过热器管，减温器等重要蒸汽通道。

2.3 应力腐蚀

金属在应力与腐蚀的共同作用下，使得金属产生形变与缺损，称为应力腐蚀。产生应力腐蚀有三个过程：1.金属的表面形成致密的氧化膜或者保护膜2.金属表面上形成裂纹，导致保护膜被破坏，形成蚀空或裂缝源3.保护膜不会自动修复，裂缝在应力的作用下向更深处发展。

2.4 疲劳腐蚀

当样品在空气中，不断的受到交变应力的作用，当交变次数达到一定值时，样品便发生断裂，若应力范围低于某一数值时，样品在交变力的作用下，就不会发生严重的变化，此极限应力值称为疲劳极限，但事实上，即使应力值很小，达到足够的次数以后，同样会发生断裂，而疲劳腐蚀为交变应力与腐蚀共同作用引起的金属裂纹，裂纹大多是在表面上的一些点蚀处延伸或者在氧化膜破碎的地方延伸，形成平行的，贝壳状的裂纹。

2.5 点蚀

点蚀又称小孔腐蚀，是一种局部腐蚀，首先在金属表面形成一个蚀点，蚀点向纵深发展的速度大于水平方向的发展速度，慢慢的就形成了小孔，小孔的面积不大，金属腐蚀的面积比较小，大部分金属未受到腐蚀或者仅仅受到轻微的腐蚀。点蚀形成的原因是金属由于受到挫伤或者溶液的浓度发生改变，使得某一点的金属溶解，这一片区域离子成阳性，为平衡溶液的电性，氯离子将会迁移至此，但氯离子又会进一步促进金属的溶解，同时，由于氯离子的水解作用，使得氢离子也不断的迁移至此，此处具有高浓度的氢离子与氯离子，溶解就更快了，随着时间的增加，溶解速度呈指数性的增长，此现象称为点蚀的自催化过程。

2.6 局部腐蚀

局部腐蚀是在金属的一小部分发生的腐蚀，能够在较短的时间内引起设备的腐蚀泄露。其产生局部腐蚀的原因较多，最重要的还是浓差电池引起的，构成原电池，由于溶液的流动性不高，导致局部的浓度差较大，产生浓度差较大的原电池，腐蚀较快。

2.7 缝隙腐蚀

金属在介质中，会存在有缝隙的地方或被其他覆盖物的表面上发生较为严重的局部腐蚀，这种腐蚀称为缝隙腐蚀，有时也称为沉积腐蚀或者垫衬腐蚀，其产生腐蚀的原因主要为自催化过程。

3 锅炉腐蚀保护

锅炉的腐蚀主要有两方面的原因，一是电化学腐蚀，二是化学腐蚀，那么对于化学腐蚀来说可以通过选取正确的金属材料，选用活动性较低的金属，还可选用覆盖保护法，隔绝化学物质与金属进行反应，针对电化学腐蚀，主要采用阳极保护法和阴极保护法。

锅炉的正常运行决定蒸汽的质量，品质等许多因素，提高给水的质量，降低水的硬度，离子浓度，电导率等其他杂质对提高电厂的效率有着极大的益处。

[1]蔡丽霞.锅炉水处理的现状分析及对策[J].价值工程,2013,32(17):303-304.