二氧化硫低溫腐蝕對鍋爐安全運行的影響

公磊

【摘要】：針對低溫腐蝕易引起鍋爐省煤器爆露的現(xiàn)象，本文采用模擬試驗，研究了不同硫酸濃度對碳鋼的腐蝕速率影響，以期為鍋爐運行中低溫腐蝕的風(fēng)險評估提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：鍋爐；二氧化硫；低溫腐蝕

鍋爐省煤器管發(fā)生爆漏是電力生產(chǎn)中常見的事故之一，直接導(dǎo)致機組停運，增加機組檢修成本，同時造成機組少發(fā)電，給火電廠的安全運行帶來很大的危害。而引起鍋爐省煤器爆漏的因素很多，其中低溫腐蝕是最主要的原因之一，但由于腐蝕帶來的危害是一個漸變過程，不易引起人們的關(guān)注。因此，有必要對其進行分析，以引起有關(guān)人員的重視。本文對不同硫酸濃度對碳鋼的腐蝕速率進行初步探討，以期為二氧化硫低溫腐蝕對鍋爐安全運行影響的風(fēng)險評價提供有力數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

硫酸為分析純，處理濃度如表1.

碳鋼采用碳鋼試塊（5cm×3cm×1cm），試塊的正中間位置有一掛孔為1mm的圓孔。

1.2試驗方法

在試驗中選取同樣的大小和重量的碳鋼試塊，在同一硫酸濃度下分三組分別來測定。通過掛孔每組每次把試塊全部浸入在硫酸溶液中，每次的時間為一百小時，一百小時后更換同濃度下硫酸溶液，再把試塊全部浸入溶液中。反復(fù)十次后，取出試塊并進過堿液的中和、清洗、烘干以后，來測量試塊的剩余重量。選取的重量與 測量的剩余重量值之間的差值除以十來計算腐蝕速率。

2.結(jié)果與分析

硫酸腐蝕碳鋼的速度與其濃度有關(guān)。當(dāng)硫酸較稀時，它的腐蝕速度隨濃度的增加而增大。當(dāng)達到56%以上時，腐蝕速度急劇下降。在室溫條件下（25℃），室內(nèi)試驗中用長為5cm寬為3cm高為1cm，正中間部位有一直徑為1mm圓孔的碳鋼試塊，在同一硫酸濃度下多次重復(fù)試驗，測定其腐蝕速率，并根據(jù)其平均值計算出不同濃度的硫酸對碳鋼的腐蝕速率（表2），以測定低溫條件下硫酸對碳鋼的腐蝕速率。

碳鋼腐蝕后的重量越大說明腐蝕程度越小，腐蝕速率越慢。表3是碳鋼腐蝕試驗的方差分析表，可以看出試驗處理的F值大于F0.01（8，18），說明不同濃度的硫酸對碳鋼腐蝕的強度不同，處理間的腐蝕速度的差異已經(jīng)達到極顯著水平。表9是腐蝕后的重量多重比較分析表，可以看出，處理之間的差異是顯著的，但是腐蝕速率與硫酸的濃度并不成正比，隨著硫酸濃度的升高，腐蝕速率先增大后減小，最大值為76.36 mg·cm-3·h-1，出現(xiàn)在硫酸濃度為56%時，腐蝕速率最小為2.609 mg·cm-3·h-1，出現(xiàn)在硫酸濃度10%時。不同濃度之間差異明顯，濃度達到60%以后，腐蝕速度迅速下降，由76.36 mg·cm-3·h-1下降到8.696 mg·cm-3·h-1，但濃度超過60%后，腐蝕速率不再下降。

圖1是根據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪制的碳素鋼腐蝕速度與硫酸濃度的關(guān)系曲線，可以看出，碳素鋼腐蝕速度與硫酸濃度的關(guān)系曲線接近于拋物線，但是決定系數(shù)只有0.7757。在本試驗范圍內(nèi)，硫酸濃度超過60%后，腐蝕速率穩(wěn)定在7 mg·cm-3·h-1左右。造成這種現(xiàn)象的原因可能是硫酸達到一定濃度后（本試驗60%）其腐蝕能力弱化。

【參考文獻】：

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