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船用鍋爐的損耗及措施
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鍋爐腐蝕的形式很多,其中普遍的是鍋水對鍋爐的腐蝕,煙氣的成分及溫度的變化等因素對鍋爐的腐蝕也有影響,但對于低壓輔助鍋爐來說,鍋水是造成鍋爐腐蝕的主要介質。鍋水對船用熱水鍋爐的腐蝕主要是電化學腐蝕。其腐蝕的形式有吸氧腐蝕、堿性腐蝕、酸性腐蝕、苛性鈉脆化和鹽腐蝕,其中吸氧腐蝕是船用熱水鍋爐主要的腐蝕形式。
一、腐蝕原因分析1、水中溶解氧是引起金屬腐蝕的主要原因。
船用熱水鍋爐補給水和循環水中含有溶解氧,與金屬發生電化學腐蝕。氧在陰極吸收電子發生了去極化作用,同時氧還能使附著在陰極表面的腐蝕產物Fe(OH)2進一步氧化成溶解度較低的Fe(OH)3。因此,大量的補給水會攜帶溶解氧進入鍋爐內,加快金屬腐蝕。
溶解氧腐蝕往往具有局部潰瘍狀特征。由于腐蝕產物的體積比原金屬大,因此腐蝕處會鼓包,表面顏色或者呈黃褐色,或者呈褐紅色,里層多呈黑色粉末狀。將這些腐蝕產物清除后,金屬表面便會出現腐蝕坑陷。
氧腐蝕容易發生在給水管道和鋼制省煤器中。因為給水中的氧氣首先與這些管道和受熱面接觸。實踐證明,如給水中不除氧,省煤器和熱水鍋爐運行二三年后可能被腐蝕穿孔,嚴重時甚至可能因腐蝕而報廢。
2、PH值過低加快了金屬壁的腐蝕速度。
水中PH值對金屬腐蝕速度有很大的影響。PH值越低,水中的氫離子濃度越大,金屬腐蝕的速越快。實踐表明:當熱水鍋爐循環水的PH值大于8.5時,腐蝕速度開始降低,這是因為OH-離子濃度增大時,會在金屬表面形成保護膜。
循環水大量流入又大量注入補給水,是造成PH值難以提高的主要原因。當PH值小于7時,氧分子、氧離子和氯離子等腐蝕介質都很活躍,會加快金屬壁的腐蝕速度。
3、熱水鍋爐運行中溫度對腐蝕的影響。
鍋爐金屬腐蝕速度一般隨著溫度的升高而加快。這是因為溫度升高時,各種物質在水中的擴散速度加快和電解質水溶液的電阻降低。這些都會加快電化學腐蝕的過程,使金屬腐蝕速度明顯提高。
4、局部堿度的增高引起腐蝕。
熱水鍋爐運行時,一般不會發生蒸發濃縮,不會造成鍋水堿度過高。但由于沒有有效地采取水處理措施,鍋內表面常附著一些水垢或水渣,從而引起沉淀物在鍋水中的局部濃縮。當鍋水局部PH值大于13時,會發生堿性腐蝕。
二、防腐措施1、給水除氧:由于熱水鍋爐腐蝕的主要原因是鍋爐給水中含有大量的溶解氧,因此使用熱水鍋爐須有可靠的除氧措施,盡量除去或減少鍋爐給水的溶解氧,防止鍋爐氧腐蝕。目前常用的除氧方法是亞硫酸鈉化學除氧,因為這種除氧的方法簡單,成本低,效果好。也可采用除氧器除氧,除氧器可使鍋爐給水溶解含量小于0.1g/L,減輕鍋爐金屬腐蝕。對較大的熱水鍋爐可采用低位或高位真空除氧設備。真空除氧器是把除氧器抽真空,使水面上的氣體壓力小于大氣壓力,則水中溶解氧會析出。
該設備在船舶上使用較少,其原因是不但一次性投資較大,而且要求設備具有高度嚴密性,不允許有漏氣現象,還要嚴格把握好真空度與水的溫度關系。
2、提高水的PH值,使其符合標準《低壓鍋爐水質》中的規定,這是減少金屬腐蝕的重要措施。實踐證明,水的PH值為10.5時,腐蝕速度低,PH值在8以下和13以上腐蝕速度都將加快,所以鍋水的PH值應控制在10~12范圍之間。為了提高水的PH值,可以在鍋爐給水中增加氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉,投量的多少可根據鍋水PH值測定結果來調整。測定PH值的簡便方法可用PH試紙或PH標準度和比色計。
3、搞好停爐期間的保養。鍋爐腐蝕不僅在運行中發生,在停爐期間若不保養或保養措施不力,腐蝕問題將更加嚴重。
因此搞好停爐期內的保養,也是減少鍋爐金屬腐蝕的重要措施之一。對于長期停用鍋爐宜采用干法保養,使用的干燥劑有:變色硅膠,用量1~2Kg/m3;無水氯化鈣,用量為1~2Kg/m3;生石灰,用量為2~3Kg/m3。采用干燥法保養時應將鍋水放凈、烘干,放入干燥劑后將鍋爐上的所有孔和閥門關閉,防止外界空氣進入,并定期檢查,干燥劑失效時應及時更換。
對于短期停用的鍋爐(兩個月內)可采用濕法保養。向鍋水中投入藥劑以防止腐蝕,如添加堿液(氫氧化鈉和磷酸三鈉),向鍋內充10~12的溶液,可抑制水中溶解氧對鍋爐的腐蝕。
4、減少補給水量,也是鍋爐防腐的有效途徑之一。要防止管道泄漏,發現泄漏及時搶修。不要把循環水作為生活用水,否則熱水鍋爐補給水量過大,水中攜帶溶解氧多,必定加速鍋爐金屬腐蝕。此外,為了減少熱水鍋爐腐蝕,還要及時清除鍋內水垢及腐蝕產物,以避免造成局部堿度過高引起堿性腐蝕。
一、腐蝕原因分析1、水中溶解氧是引起金屬腐蝕的主要原因。
船用熱水鍋爐補給水和循環水中含有溶解氧,與金屬發生電化學腐蝕。氧在陰極吸收電子發生了去極化作用,同時氧還能使附著在陰極表面的腐蝕產物Fe(OH)2進一步氧化成溶解度較低的Fe(OH)3。因此,大量的補給水會攜帶溶解氧進入鍋爐內,加快金屬腐蝕。
溶解氧腐蝕往往具有局部潰瘍狀特征。由于腐蝕產物的體積比原金屬大,因此腐蝕處會鼓包,表面顏色或者呈黃褐色,或者呈褐紅色,里層多呈黑色粉末狀。將這些腐蝕產物清除后,金屬表面便會出現腐蝕坑陷。
氧腐蝕容易發生在給水管道和鋼制省煤器中。因為給水中的氧氣首先與這些管道和受熱面接觸。實踐證明,如給水中不除氧,省煤器和熱水鍋爐運行二三年后可能被腐蝕穿孔,嚴重時甚至可能因腐蝕而報廢。
2、PH值過低加快了金屬壁的腐蝕速度。
水中PH值對金屬腐蝕速度有很大的影響。PH值越低,水中的氫離子濃度越大,金屬腐蝕的速越快。實踐表明:當熱水鍋爐循環水的PH值大于8.5時,腐蝕速度開始降低,這是因為OH-離子濃度增大時,會在金屬表面形成保護膜。
循環水大量流入又大量注入補給水,是造成PH值難以提高的主要原因。當PH值小于7時,氧分子、氧離子和氯離子等腐蝕介質都很活躍,會加快金屬壁的腐蝕速度。
3、熱水鍋爐運行中溫度對腐蝕的影響。
鍋爐金屬腐蝕速度一般隨著溫度的升高而加快。這是因為溫度升高時,各種物質在水中的擴散速度加快和電解質水溶液的電阻降低。這些都會加快電化學腐蝕的過程,使金屬腐蝕速度明顯提高。
4、局部堿度的增高引起腐蝕。
熱水鍋爐運行時,一般不會發生蒸發濃縮,不會造成鍋水堿度過高。但由于沒有有效地采取水處理措施,鍋內表面常附著一些水垢或水渣,從而引起沉淀物在鍋水中的局部濃縮。當鍋水局部PH值大于13時,會發生堿性腐蝕。
二、防腐措施1、給水除氧:由于熱水鍋爐腐蝕的主要原因是鍋爐給水中含有大量的溶解氧,因此使用熱水鍋爐須有可靠的除氧措施,盡量除去或減少鍋爐給水的溶解氧,防止鍋爐氧腐蝕。目前常用的除氧方法是亞硫酸鈉化學除氧,因為這種除氧的方法簡單,成本低,效果好。也可采用除氧器除氧,除氧器可使鍋爐給水溶解含量小于0.1g/L,減輕鍋爐金屬腐蝕。對較大的熱水鍋爐可采用低位或高位真空除氧設備。真空除氧器是把除氧器抽真空,使水面上的氣體壓力小于大氣壓力,則水中溶解氧會析出。
該設備在船舶上使用較少,其原因是不但一次性投資較大,而且要求設備具有高度嚴密性,不允許有漏氣現象,還要嚴格把握好真空度與水的溫度關系。
2、提高水的PH值,使其符合標準《低壓鍋爐水質》中的規定,這是減少金屬腐蝕的重要措施。實踐證明,水的PH值為10.5時,腐蝕速度低,PH值在8以下和13以上腐蝕速度都將加快,所以鍋水的PH值應控制在10~12范圍之間。為了提高水的PH值,可以在鍋爐給水中增加氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉,投量的多少可根據鍋水PH值測定結果來調整。測定PH值的簡便方法可用PH試紙或PH標準度和比色計。
3、搞好停爐期間的保養。鍋爐腐蝕不僅在運行中發生,在停爐期間若不保養或保養措施不力,腐蝕問題將更加嚴重。
因此搞好停爐期內的保養,也是減少鍋爐金屬腐蝕的重要措施之一。對于長期停用鍋爐宜采用干法保養,使用的干燥劑有:變色硅膠,用量1~2Kg/m3;無水氯化鈣,用量為1~2Kg/m3;生石灰,用量為2~3Kg/m3。采用干燥法保養時應將鍋水放凈、烘干,放入干燥劑后將鍋爐上的所有孔和閥門關閉,防止外界空氣進入,并定期檢查,干燥劑失效時應及時更換。
對于短期停用的鍋爐(兩個月內)可采用濕法保養。向鍋水中投入藥劑以防止腐蝕,如添加堿液(氫氧化鈉和磷酸三鈉),向鍋內充10~12的溶液,可抑制水中溶解氧對鍋爐的腐蝕。
4、減少補給水量,也是鍋爐防腐的有效途徑之一。要防止管道泄漏,發現泄漏及時搶修。不要把循環水作為生活用水,否則熱水鍋爐補給水量過大,水中攜帶溶解氧多,必定加速鍋爐金屬腐蝕。此外,為了減少熱水鍋爐腐蝕,還要及時清除鍋內水垢及腐蝕產物,以避免造成局部堿度過高引起堿性腐蝕。