某臥式外燃快裝鍋爐嚴(yán)重氧腐蝕的原因分析

曾鳴

摘 要：對(duì)一臺(tái)臥式快裝鍋爐投入運(yùn)行年限不長(zhǎng)，但意外出現(xiàn)嚴(yán)重氧腐蝕的現(xiàn)象進(jìn)行了原因分析，并提出了行之有效的處理措施，阻止了氧腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展，幫助使用單位避免了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：臥式快裝鍋爐；氧腐蝕；水箱；停用

1 概況

某食品廠2010年新安裝了一臺(tái)型號(hào)為DZG1-1.0-AⅡ的快裝鍋爐，在2014年3月進(jìn)行鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋筒和煙管水側(cè)面發(fā)生嚴(yán)重的大面積腐蝕，其腐蝕形態(tài)為金屬基體被一層黃褐色或磚紅色的腐蝕產(chǎn)物覆蓋，并且表面有許多小型鼓包，直徑自3mm至25mm不等，鼓包層下腐蝕產(chǎn)物為黑色粉末狀物質(zhì)，選取鍋筒中最上一層南起第六根煙管，將煙管表面腐蝕產(chǎn)物清除后，發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物下為深淺不一的潰瘍狀腐蝕坑，蝕坑直徑大約在1mm-5mm，最深處蝕坑深達(dá)1.71mm，以上所述腐蝕特征均為鍋爐氧腐蝕的典型特征[1]。

2 原因查找

2.1 技術(shù)檔案審查

本臺(tái)鍋爐自2010年5月開(kāi)始投入運(yùn)行，運(yùn)行一年后于2011年4月3日由作者進(jìn)行第一次鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)，經(jīng)查閱第一次內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告、運(yùn)行記錄、水質(zhì)化驗(yàn)記錄和詢問(wèn)司爐人員后得知：

（1）鍋爐在初始的第一年運(yùn)行期間，運(yùn)行狀況良好，內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告缺陷位置欄沒(méi)有問(wèn)題記載，報(bào)告結(jié)論為允許運(yùn)行。

（2）鍋爐2010年5月至2011年4月運(yùn)行期間為連續(xù)運(yùn)行，2011

年6月至2012年4月期間由于市場(chǎng)原因停爐一年，停爐期間采用干燥劑去濕法進(jìn)行停爐保養(yǎng)（運(yùn)行記錄中有記載），2012年4月鍋爐重新投入運(yùn)行，運(yùn)行前司爐人員檢查鍋爐保養(yǎng)情況，未發(fā)現(xiàn)鍋筒和煙管水側(cè)面有停用腐蝕，2012年4月至2014年3月期間，鍋爐因生產(chǎn)情況間斷運(yùn)行，間斷運(yùn)行的停運(yùn)期間采用濕式保護(hù)法進(jìn)行保養(yǎng)。

（3）使用單位水質(zhì)化驗(yàn)人員反映在2014年后用標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液

測(cè)定鍋爐給水硬度時(shí)，無(wú)論滴入多少標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液，給水樣品一直顯示為紅色，無(wú)法觀察到滴定終點(diǎn)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)

2014年3月鍋爐內(nèi)部檢查時(shí)除發(fā)現(xiàn)鍋筒、集箱和煙管水側(cè)面有大面積嚴(yán)重氧腐蝕外，還發(fā)現(xiàn)水處理系統(tǒng)中水箱內(nèi)防銹漆幾乎全部脫落，金屬表面銹蝕嚴(yán)重。

內(nèi)部檢驗(yàn)結(jié)束后作者在鍋爐投入運(yùn)行時(shí)對(duì)鍋爐給水進(jìn)行了取樣化驗(yàn)，水化驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

3 結(jié)果分析

根據(jù)技術(shù)資料審查可知，鍋爐2010年5月至2011年4月運(yùn)行期間，運(yùn)行狀況良好，未發(fā)生明顯氧腐蝕，可基本排除因鍋爐材質(zhì)問(wèn)題而加劇氧腐蝕的情況；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查和鍋爐給水化驗(yàn)結(jié)果，特別是鍋爐給水中全鐵含量嚴(yán)重超標(biāo)可知，停爐期間雖然鍋爐本體保養(yǎng)良好，但未對(duì)水箱做任何防腐蝕措施，加之鍋爐在安裝時(shí)，安裝單位沒(méi)有重視水箱的防腐問(wèn)題，僅對(duì)水箱內(nèi)表面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的刷漆處理，從而導(dǎo)致水箱在停爐期間嚴(yán)重銹蝕，司爐人員在鍋爐重新運(yùn)行前又未對(duì)受腐蝕嚴(yán)重的水箱進(jìn)行任何處理，就將其投入使用，水箱在停爐期間產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物和鐵銹中含有大量的高價(jià)氧化鐵，作者在對(duì)鍋爐給水進(jìn)行硬度測(cè)定時(shí)，采用三乙醇胺進(jìn)行合掩蔽后就解決了使用單位化驗(yàn)人員反映的無(wú)法觀察到滴定終點(diǎn)的問(wèn)題，也從側(cè)面驗(yàn)證了鍋爐給水中含有高價(jià)氧化鐵，這些含有大量高價(jià)氧化鐵的鐵銹及腐蝕產(chǎn)物在鍋爐運(yùn)行后隨給水進(jìn)入鍋爐，最后大量沉積在鍋筒和煙管表面，起陰極去極化的作用，使金屬表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)如下：

陰極 Fe2O3+H2O+2e→2FeO+2OH-

陽(yáng)極 Fe→Fe2++2e

由于本臺(tái)鍋爐參數(shù)較小，司爐人員未對(duì)給水施加任何除氧措施，加之本臺(tái)鍋爐未配備鑄鐵省煤器，給水系統(tǒng)中的溶解氧未被省煤器消耗便全部進(jìn)入鍋爐，給水中溶解氧與上述反應(yīng)產(chǎn)生的FeO和Fe2+相遇后，將之又氧化為高價(jià)氧化物，除此之外，水箱中因?yàn)樗桓叩偷牟▌?dòng)，造成不斷有新的高價(jià)氧化鐵腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)生之后溶于給水中，這樣由于溶解氧和高價(jià)氧化鐵源源不斷的被給水帶入鍋爐，就會(huì)使腐蝕過(guò)程反復(fù)進(jìn)行下去，形成了惡性循環(huán)，從而導(dǎo)致鍋爐鍋筒和煙管在2012年4月至2014年3月期間的兩年間斷運(yùn)行中發(fā)生了嚴(yán)重的氧腐蝕。

4 處理措施

立即停爐，在鍋爐再次投入運(yùn)行前對(duì)水箱內(nèi)表面進(jìn)行一次全面除銹和防銹處理；運(yùn)行前請(qǐng)有鍋爐清洗資質(zhì)的單位對(duì)鍋爐進(jìn)行一次化學(xué)清洗；安裝一套簡(jiǎn)單加藥裝置對(duì)鍋爐給水進(jìn)行化學(xué)除氧處理。

在經(jīng)過(guò)上述三種措施處理后，作者于2015年2月對(duì)本臺(tái)鍋爐在停爐期間進(jìn)行了一次驗(yàn)證檢查，重新對(duì)鍋筒中最上一層南起第六根煙管上腐蝕坑進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)結(jié)果與初次測(cè)量結(jié)果對(duì)比情況如表2所示。

對(duì)比顯示，按照作者的建議措施處理后基本消除了鍋爐氧腐蝕造成的煙管壁厚減薄。

5 結(jié)束語(yǔ)

在鍋爐停爐期間，使用單位除了對(duì)鍋爐本體應(yīng)正確做好停爐保養(yǎng)外，也應(yīng)注重對(duì)水箱在停爐期間的保養(yǎng)。另外，在鍋爐的新裝和移裝過(guò)程中應(yīng)重視和加強(qiáng)水箱的防銹處理。

參考文獻(xiàn)

[1]李正華.工業(yè)鍋爐檢驗(yàn)[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2000，5.