某企業(yè)WNS型工業(yè)鍋爐腐蝕危害及防護(hù)措施

摘 要：某企業(yè)WNS型工業(yè)鍋爐在新裝使用兩年以后，煙管出現(xiàn)大面積腐蝕，在鍋爐運(yùn)行中突然出現(xiàn)爆管、燃燒器熄火、爐膽進(jìn)水和停爐等緊急情況，現(xiàn)場(chǎng)沒有造成人員傷亡，鍋爐需要重大修理，造成直接和間接經(jīng)濟(jì)損失50萬(wàn)元。本文結(jié)合鍋爐腐蝕機(jī)理和腐蝕程度，判斷可能的腐蝕原因和以后日常保養(yǎng)的措施，從而避免因?yàn)楦g而產(chǎn)生的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐;腐蝕;穿孔;防護(hù)措施

1 鍋爐背景和停爐現(xiàn)場(chǎng)情況

1.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)

該企業(yè)使用的鍋爐是WNS型燃?xì)猓ㄌ烊粴猓╁仩t，額定蒸發(fā)量為2t/h，額定壓力1.25MPa，新裝鍋爐，工作壓力1.0MPa，有持證鍋爐的管理人員和司爐作業(yè)人員，發(fā)生爆管前正常使用。

1.2 鍋爐定期檢驗(yàn)情況

該鍋爐為新裝鍋爐，新裝后第一年鍋爐檢驗(yàn)是內(nèi)部檢驗(yàn)，打開鍋爐人孔、手孔、防爆門等部件，發(fā)現(xiàn)介質(zhì)側(cè)煙管金屬表面形成大小不一的鼓泡，表面疏松、隆起，內(nèi)部呈黑或黑褐色粉末，金屬表面留下了大小不均的凹坑，其深度一般為0.2mm，直徑1.5mm不等，防護(hù)措施為加強(qiáng)監(jiān)控;第二年為鍋爐外部檢驗(yàn)，各項(xiàng)安全保護(hù)措施試驗(yàn)正常，各項(xiàng)外部檢驗(yàn)需要現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的試驗(yàn)都符合要求。

1.3 緊急停爐后現(xiàn)場(chǎng)情況

現(xiàn)場(chǎng)打開鍋爐，用內(nèi)窺鏡和工具箱等檢驗(yàn)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)煙管表面大面積的腐蝕，有斷斷續(xù)續(xù)、大小不一的鼓泡（圖1），有多根煙管表面鼓泡下面存在煙管穿孔缺陷，有一根煙管鼓泡下面煙管存在穿孔和開裂缺陷（圖2）。

2 煙管腐蝕原因分析

該鍋爐主要用于酒店春秋季和冬季取暖和食堂使用，每天使用2-3個(gè)小時(shí)，一年斷斷續(xù)續(xù)使用6個(gè)月時(shí)間，鍋爐始終是正常水位，在停運(yùn)期間，鍋爐每天點(diǎn)火一次確保燃燒器正常使用，爐水加熱到85°左右就停止燃燒，加速金屬腐蝕速率，在加上日常沒有采取可靠的防護(hù)和保養(yǎng)，造成鍋爐煙管的嚴(yán)重腐蝕，直至穿孔。

鍋爐停用后，如不及時(shí)放水和進(jìn)行干保養(yǎng)，由于鋼鐵中夾雜物（主要是MnS）的電極電勢(shì)比鐵高，因此能形成腐蝕電池的陰極（鐵為陽(yáng)極），發(fā)生如下的反應(yīng)：

陽(yáng)極反應(yīng)：Fe→Fe3++2e，陰極反應(yīng)：O2+2H2O+4e→4OH-

由于氧分子的去極化作用，進(jìn)一步發(fā)生氧去極化腐蝕（吸氧腐蝕），致使腐蝕過程一直繼續(xù)下去，特別是對(duì)交替地運(yùn)行和停用的鍋爐，腐蝕更加嚴(yán)重。

根據(jù)以上分析，鍋爐停運(yùn)期間腐蝕的根本原因就是鍋爐金屬表面存有水份與氧，因此要采取妥善的防護(hù)措施就能減輕甚至杜絕其腐蝕。

3 該鍋爐腐蝕防護(hù)措施

針對(duì)該臺(tái)鍋爐的實(shí)際使用情況，使用單位應(yīng)避免鍋爐每天點(diǎn)火一次爐水加熱到85°左右就停止燃燒，這樣雖然可以調(diào)試燃燒器是否正常能正常使用，但是會(huì)加速金屬腐蝕速率，存在很大安全隱患。

同時(shí)根據(jù)防腐蝕原則，采取以下幾種方法會(huì)起到更加理想的防護(hù)效果。

3.1 濕法保護(hù)

這是一種比較簡(jiǎn)單的停爐保護(hù)方法，停爐時(shí)將鍋爐充滿水。一方面可以防止空氣進(jìn)入鍋內(nèi)，另一方面在鍋水中加入某種防銹劑，從而達(dá)到防止腐蝕的目的。

（1）保持給水壓力法。在鍋爐停用時(shí)，將經(jīng)過除氧處理的給水充滿鍋爐，關(guān)閉全部閥門，防止空氣侵入鍋內(nèi)。測(cè)定溶解氧含量，超標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)更換鍋水;也可將亞硫酸鈉加入鍋水內(nèi)，維持過剩量為5～10mg/L。

（2）保持蒸汽壓力法。在鍋爐停用后，用間斷升火的辦法保持鍋爐蒸汽壓力高于大氣壓力2倍左右，以防止空氣侵入鍋爐的水、汽系統(tǒng)。

（3）堿液法。將鍋爐內(nèi)充滿一定濃度的堿液，保持鍋水的pH值在10以上，促使金屬表面鈍化，造成陽(yáng)極極化，達(dá)到保護(hù)鍋爐防止腐蝕的目的。

（4）聯(lián)氨法。在鍋爐內(nèi)充滿聯(lián)氨N2H4和氨NH3的混合液.防腐蝕的原理是利用聯(lián)氨具有較強(qiáng)的還原性，可以除掉水中的溶解氧，同時(shí)利用氨在水中呈堿性，提高溶液的pH值。

3.2 干法保護(hù)

在鍋爐停用后，將鍋水放盡，并保持金屬表面干燥或充填某種氣體，以防止空氣的侵入，從而達(dá)到停爐保護(hù)的目的。

（1）熱爐放水法。此法適用于從運(yùn)行轉(zhuǎn)入檢修的鍋爐保護(hù)法，利用鍋爐停用時(shí)的熱量，將放水后的鍋爐烘干，即排除了腐蝕電池中電解質(zhì)的作用，增大電阻控制過程。應(yīng)注意此法操作時(shí)要保持汽壓和水溫自然下降，當(dāng)鍋爐壓力降至0.1MPa，排污水溫度降至100～120℃時(shí)，開始放水。

（2）干燥劑法。此法是使鍋內(nèi)金屬表面保持干燥，在任何部位都沒有電解質(zhì)溶液存在，從而達(dá)到防腐的目的。在鍋爐放水烘干的情況下，按鍋爐容積計(jì)算向鍋內(nèi)放置干燥劑。由于氯化鈣和生石灰吸潮后變稀，應(yīng)注意妥善放置于器皿內(nèi)，硅膠可放入布袋中。

（3）涂料法。此法是在鍋爐內(nèi)部刷上一層防腐涂料，使金屬表面與外部腐蝕性介質(zhì)隔絕，以達(dá)到防止腐蝕的目的。常用的防腐涂料配制方法是將鉛粉和機(jī)油按1：2的配比調(diào)和均勻。

（4）氣相緩蝕劑保護(hù)。氣相緩蝕劑是選用碳酸銨、磷酸氫二銨、尿素和碳酸環(huán)己胺等無(wú)機(jī)的銨鹽類和有機(jī)的胺類，通過其在一定的條件下分解放出氨氣，生成緩蝕基團(tuán)，而起到防腐作用。

（5）充氮?dú)夥ā⒕哂卸栊缘牡獨(dú)獬淙脲仩t內(nèi)，保持一定的壓力，防止空氣進(jìn)入鍋爐內(nèi)部，從而達(dá)到防止腐蝕的目的。

根據(jù)腐蝕機(jī)理和腐蝕防護(hù)的難易程度，使用單位自己選擇適時(shí)的防護(hù)方式，目的就是減少和避免腐蝕造成的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失，提高鍋爐使用壽命，確保鍋爐安全運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：張夢(mèng)生（1985-），男，安徽舒城人，碩士研究生，工程師，研究方向：特種設(shè)備檢驗(yàn)。