对锅炉运行中的腐蚀及防腐蚀方法的讨论

（２００７）０７－０２７７－０２文章编号：１００５－６０３３

ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００７年第１７卷第７期

收稿日期：２００６－１０－２６

对锅炉运行中的腐蚀及防腐蚀方法的讨论

麻月梅

（大同煤矿集团公司地质勘测处，山西大同，０３７００１）

摘

要：对锅炉腐蚀的原因进行了分析，提出了防止锅炉腐蚀的几种方法。

文献标识码：Ａ

氧化铁垢不仅妨碍传热，更为严重的危害是产生垢下腐蚀，使管壁变薄、穿孔。氧化铁垢容易在热负荷高的部位形成。

锅内氧化铁的主要来源是：随给水带入；新炉在放置和安装期间保护不当，投入运行之前没有进行认真清洗而遗留下来；锅炉在停用期间，没有采用有效的保护措施而生成的腐蚀产物。

氧化铁垢的腐蚀形态一般有以下两种：局部性贝壳状；较大面积的结垢腐蚀。

为防止氧化铁垢腐蚀，通常采取以下措施：防止给水系统的氧腐蚀和酸腐蚀。尽力减少腐蚀产物进入锅炉；对进入锅炉的腐蚀产物采取适当的锅内水处理措施，减缓氧化铁垢的形成；及时彻底地消除已经形成的氧化铁垢。

关键词：锅炉腐蚀；酸碱腐蚀；防腐蚀方法中图分类号：ＴＫ２２４．９

腐蚀是工业锅炉的一种极为重要的破坏因素，根据不完全统计，我国每年因腐蚀而报废的锅炉竟有数千台之多。它给锅炉的安全和经济运行带来很大的威胁和损失。所以，了解锅炉腐蚀的原因，掌握防止锅炉腐蚀的方法，对水处理工作者和锅炉运行人员是十分必要的。

１

１．１

锅炉腐蚀的原因

氧腐蚀

氧腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的腐蚀。由于给水一般都与大

气进行了充分接触，水中的溶解氧基本上是饱和状态，因此给水流过的管路及设备均有发生氧腐蚀的可能。氧腐蚀经常发生的地方是给水管路和省煤器。有的锅炉由于没有省煤器或省煤器是由铸铁制造的，当给水未采取除氧措施时，溶解氧可以大部分或全部进入锅内。因此锅炉内部热水锅炉观察到的氧腐蚀，一般是在汽包及降水管内的溃疡型腐蚀坑。由于给水循环量较大，溶解氧带入锅内的机会多，因此这种锅炉的氧腐蚀要比蒸汽锅炉严重得多。氧腐蚀的形式一般是溃疡型、小孔型的局部腐蚀。这种腐蚀对金属构件强度的损坏是十分严重的。例如，某厂的１．４

１．５苛性脆化

（１）苛性脆化现象：苛性脆化属于晶间腐蚀，即发生在金属晶粒之间

的腐蚀，苛性脆化一旦发生，金属遭到破坏的速度会加快，当能觉察到有裂纹时，金属损坏已达到严重的程度。由于锅炉金属苛性脆化的结果，轻者使锅炉停止运行，重者会发生锅炉爆炸，造成严重事故。

（２）苛性脆化部位：苛性脆化容易发生的部位是锅炉汽包的铆钉及胀管口。

（３）苛性脆化机理：金属构件的局部在高应力作用下，晶粒与晶粒间产生电位差，形成腐蚀电池，此时晶粒边的电位比晶粒本身的电位低，因此边缘处为阳极，沿边缘的金属原子溶解，因而腐蚀沿着晶粒间不断发展。

锅炉金属发生苛性脆化是由下列条件共同作用引起的：第一，锅水中含有较高浓度的游离碱（一般为氢氧化钠）；第二，在锅炉的结构上造成锅水局部高度浓缩的条件，例如在铆钉缝隙和胀管口缝隙处，由于接合不严密，锅水容易在这些局部地方发生急剧浓缩；第三，在金属中有接近于它的屈服点的拉伸应力。上述３个条件中，缺少任何一个都不可能使锅炉发生苛性脆化。

ＭＰａ，９．５ｔ／ｈ锅炉，给水溶解氧为０．５ｍｇ／Ｌ，腐蚀指示片的腐蚀速度为每年０．７ｍｍ，炉管因腐蚀穿透每五六年就得更新１次，运行１０多年来汽包壁腐蚀坑深度达总厚度的１／３。

１．２酸腐蚀

酸腐蚀主要是析氢腐蚀。在锅炉系统中，这种腐蚀经常发生在下列

部位：

（１）给水系统：给水系统运行中，由于二氧化碳的大量存在，会引起强烈的酸腐蚀。特别是经过Ｈ－Ｎａ离子交换或钠离子交换加酸处理的给水，ｐＨ值经常在７以下，这种腐蚀将更为严重。

（２）锅炉内部：当锅水氯化镁含量较高时，在锅内高温（１８０℃以上）下，容易发生水解反应而生成酸。生成的盐酸是一种强酸，它既能破坏金属表面氧化膜又能溶解铁，在锅水ｐＨ值较低情况下，腐蚀反应生成的铁的氯化物，又可能与氢氧化镁作用再次生成氯化镁，氯化镁又水解成盐酸而引起铁的腐蚀。

（３）回水系统：回水系统很容易受到酸腐蚀，尤其是在含有溶解氧时。酸腐蚀的特征大多是均匀腐蚀，这种腐蚀虽然对金属的强度破坏不大，但溶解铁量较多，使给水中大量带铁，容易在锅内形成铁垢及产生垢下腐蚀。

２

２．１

防止锅炉酸碱腐蚀的方法

锅炉给水ｐＨ值的控制与调节

给水和回水的ｐＨ值过低的主要原因是水中溶有大量的游离二氧化

碳，对此应加强控制，使给水和回水的ｐＨ值保持在适当范围内。

２．２锅水ｐＨ值的控制与调节

（１）锅水ｐＨ值低时，可向给水中投加碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠等碱

１．３碱腐蚀

碱腐蚀是指游离氢氧化钠对金属的腐蚀。碱腐蚀的作用，主要是溶解

性药剂，使锅水的ｐＨ值达到１０～１２。

（２）锅水ｐＨ值高时，可向给水中投加磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铵等药剂，使ｐＨ值降至１０～１２。

钢铁表面的氧化膜，使其表面失去保护作用，从而造成了腐蚀过程连续发生的可能性。碱腐蚀是电化学腐蚀的结果。发生碱腐蚀的原因是由于在炉管的局部地方发生了碱的浓缩，它一般具有局部性的特征，呈现小沟槽或不规则的溃疡型。因此，腐蚀最严重的部位是在焊缝处，因为此处容易混夹杂质，金属组织也有一定的改变，有时在焊口附近附着不紧密的氧化皮也给锅水浓缩提供了有利条件。为防止碱腐蚀，在锅炉设计上尽量避免采用水平管段或倾斜度小的管段。在锅炉安装中应当保证焊口的质量，不应使焊口内出现夹杂物和在焊口外残留有氧化皮，设法消除焊口处的残余应力。在锅炉运行中应尽量消除过热现象，并按标准规定控制好锅水的水质。

２．３锅水碱度的控制与调节

控制好锅水中的游离碱，消除锅水的侵蚀性。

３给水的除氧方法

给水中的溶解氧是引起锅炉腐蚀的重要原因之一，所以，对锅炉给

水应进行除氧处理。锅炉给水除氧的方法较多，一般有如下几种：

３．１给水物理除氧方法

给水物理除氧方法包括热力除氧与真空除氧。

１．４铁垢腐蚀

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科技情报开发与经济

文章编号：１００５－６０３３（２００７）０７－０２７８－０２

ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００７年第１７卷第７期

收稿日期：２００６－１０－２７

上郊水库大坝安全鉴定及除险加固措施

袁勇福，陈燕萍

（１．晋城市水利勘测设计院，山西晋城，０４８０００；２．晋城市泽州县建筑设计室，山西晋城，０４８０００）

摘

要：针对上郊水库存在的主要质量问题，结合水利部的有关精神和要求，提出了相

应的安全鉴定项目以及除险加固措施。关键词：大坝；安全鉴定；除险加固；上郊水库中图分类号：ＴＶ６９７．１

文献标识码：Ａ

提出相应的治理措施。

１工程概况

上郊水库位于山西省陵川县城东南１０ｋｍ处的潞城乡上郊村南，是

２安全鉴定的组织与实施

针对大坝安全鉴定工作的重要性及时间要求，为高质量地做好上郊

辽东河流域的一座以防洪为主的中型控制性工程，控制流域面积１２５．８

ｋｍ２，１９５９年１１月动工兴建，１９６１年６月竣工蓄水，总库容０．１１９６亿本工程为三等水利枢ｍ，正常蓄水位９９４．６２ｍ，相应库容０．０６５５亿ｍ。

３

３

水库大坝安全鉴定工作，晋城市水利勘测设计院根据大坝安全鉴定要求及工程现状编制了工作大纲。经专家组评审后确定的主要鉴定项目为：洪水标准复核、大坝质量分析、大坝渗流稳定分析、大坝坝坡稳定分析、大坝运行情况分析等。上郊水库建成时间较长，原始资料现存较少，收集困难，但为保证安全鉴定的全面、准确，应尽最大努力从管理单位及个人手中收集资料来满足鉴定的要求。经过多方努力，上郊水库大坝安全鉴定于２０００年６月底顺利通过了专家组的审查。

纽工程，永久性主要建筑物设计指标为Ⅲ级。枢纽包括大坝、溢洪道及输水洞。其中大坝为碾压式均质土坝，全长３３０ｍ，顶宽４ｍ，最大坝高３０

ｍ；溢洪道位于大坝左岸，全长４８８ｍ，为开敞式宽顶堰，最大泄流量为１２１ｍ３／ｓ；输水洞位于大坝右岸，长７３ｍ，为半圆形无压浆砌石涵洞，最大泄流量为２．５ｍ／ｓ。上郊水库是一座以防洪为主，同时兼顾灌溉的中型水

３

利枢纽工程。本工程的兴建，为解决水库下游１４个村、０．７５万人、０．１万该工程ｈｍ２耕地提供了一定的防洪保障，使０．０５万ｈｍ２土地得到灌溉。的建设为当地的经济发展起到了积极的推动作用。

水库建成后已投入使用４０多年，但由于受当时历史条件、施工条件和资金所限，大坝质量差，遗留问题多，因此运行以来曾多次出现险情。

３鉴定成果及结论

根据上郊水库安全鉴定工作大纲，其安全鉴定工作主要包括以下几

个方面。

１９６５年８月大坝曾发现纵向裂缝３条，１９８３年汛期大坝上游护坡石下滑，１９９７年汛期沿坝轴线出现６条纵向裂缝，并且当蓄水位较高时，坝后溢洪道由于多年坍塌，目前仅有９ｍ宽。无排水，而两岸有绕渗现象等。

对２０年洪水进行调洪演算，泄量为６５．５ｍ３／ｓ，且此时库水位已基本与坝顶齐平，根本不能满足要求。由于大坝质量较差，致使水库一直处于低水多年来水库一直带病运行，位运行状态，溢洪道亦因此运行至今未泄洪。致使其作用不能正常发挥。

根据水利部建管司关于组织好病险水库除险加固的有关精神和要求，针对上郊水库存在的实际问题，１９９９年末开始对上郊水库进行大坝安全鉴定，从而对水库安全进行全面彻底的分析评价，作出安全评定，并

３．１３．１．１

设计洪水与防洪安全复核设计洪水

上郊水库于１９５９年１１月动工修建，１９６１年６月竣工蓄水，水库本

身无任何洪水观察资料。大坝自始建初至今总共仅有３次洪水设计。一“三查三定”期间的洪水复核；三就是为建库初期的大坝洪水设计；二为

本次安全鉴定的洪水设计。各时期设计成果见表１。

由于本次安全鉴定所采用的暴雨资料及计算方法与前两次有所不同，洪水成果略有差异，同频率相比较介于以前两个时期中间并与原设“三查三定”多１．４％，但洪峰流量仅是“三查三定”的计相近，洪量比

因此，推荐采用本次设计洪水复核成果。５６．３５％。

３．２给水化学除氧方法

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!来的损失，把它消灭在萌芽状态。

损失也是很大的，所以各级锅炉管理工作人员及水处理工作者和锅炉运行人员应对锅炉腐蚀现象给予高度重视，及时防止和处理锅炉腐蚀所带

（责任编辑：张

红）

给水化学除氧方法如下：一是铁粒除氧；二是亚硫酸钠除氧；三是联氨除氧；四是有机药剂除氧；五是催化树脂除氧。

３．３给水的其他除氧方法

给水的其他除氧方法主要是解吸除氧与电化学除氧。

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第一作者简介：麻月梅，１９６８年生，２００５年毕业于山西煤炭干部管理学院信息管理专业，助理工程师，大同煤矿集团公司地质勘测处，山西省大同市，０３７００１．

４结语

因为腐蚀是锅炉系统最常见的、较严重的现象，对国家造成的经济

ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｔｈｅＢｏｉｌｅｒｉｎｔｈｅＯｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ

ＭＡＹｕｅ－ｍｅｉ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｏｎｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｔｈｅｂｏｉｌｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｈｅｂｏｉｌｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｂｏｉｌｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ａｃｉｄａｎｄｃａｕｓｔｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎ

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