供熱設(shè)備設(shè)施的氧腐蝕危害及措施

邵仁山

（青島能源集團(tuán)，山東 青島 266071）

工廠使用熱力設(shè)備的主要的熱腐蝕介質(zhì)有:氧的熱腐蝕、析氫的熱腐蝕、應(yīng)力的熱腐蝕、供熱管道的正常運(yùn)行的熱腐蝕、汽水的熱腐蝕、銅管的深層脫硫鍍鋅和生銹供熱管道側(cè)的受熱面部和煙氣側(cè)的深層高溫加熱腐蝕。其中金屬氧分子腐蝕主要是各種熱力設(shè)備中常見(jiàn)的一種金屬腐蝕，是一種金屬與其他氧分子接觸時(shí)所發(fā)生的一種腐蝕。氧化物腐蝕不但直接可以破壞已經(jīng)受到金屬氧化物腐蝕的金屬部位，而且其中氧腐蝕后的產(chǎn)物直接帶入熱力金屬系統(tǒng)還可能會(huì)形成結(jié)垢，附在熱力金屬件的管壁上，容易直接引起垢下層的腐蝕，對(duì)各種熱力設(shè)備的性能危害極大。

一、氧腐蝕原理

熱力設(shè)備的各種金屬物質(zhì)氧化性腐蝕一般與下列幾個(gè)因素直接有關(guān):包括溶解后的氧、ph量的值、水溫、水質(zhì)、熱力學(xué)負(fù)荷和流體水流流動(dòng)速度等，但其中溶解后的氧和金屬ph量的值仍然是最重要的兩個(gè)直接影響腐蝕因素。

二、運(yùn)行中熱力設(shè)備的氧腐蝕特征及防止

（一）部位及特征

氧化物腐蝕在設(shè)備安裝、運(yùn)行和設(shè)備停運(yùn)期間都很有可能同時(shí)發(fā)生。供熱管道在運(yùn)行和正常停運(yùn)時(shí)的機(jī)械氧化和腐蝕尤為突出。運(yùn)行中的供熱設(shè)備通常在水的給水處理部位，如：管道、省煤器、補(bǔ)給站的水處理管道、疏水處理系統(tǒng)的管道和備用水箱等等部位易遇水發(fā)生輕度氧化和腐蝕。凝結(jié)式污水處理系統(tǒng)也許有可能因此發(fā)生輕度氧化和腐蝕但危害程度較輕。

（二）影響氧腐蝕的因素

1.水中溶解氧含量的影響

氧化性是水在給水供暖系統(tǒng)中能夠起到抗腐蝕氧化作用的主要原因。鍋爐等設(shè)備本體運(yùn)行正常時(shí)，給水中的氧已在整個(gè)省煤器中消耗完畢或用完，因此設(shè)備管道給水本體不會(huì)產(chǎn)生任何腐蝕。然而當(dāng)氣體除氣器不能正常工作，水中的溶氧可能直接進(jìn)入各種管道水管，導(dǎo)致的直接氧腐蝕。其中，汽包和水冷壁下行管道通常主要腐蝕原因不是由氧腐蝕。由于水中含氧量低，對(duì)該類管系的腐蝕破壞不太嚴(yán)重。排水管道系統(tǒng)因?yàn)樗ㄟ^(guò)大氣，而排水后的管道有時(shí)完全沒(méi)有水，充滿新鮮空氣，因此，腐蝕程度比較嚴(yán)重。

2.pH值對(duì)氧腐蝕的影響

在一些熱力設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，不僅僅會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，而且會(huì)產(chǎn)生一定的二氧化碳和其他酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)會(huì)大大降低熱力設(shè)備中水的PH值，PH值的降低會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的鋼的腐蝕現(xiàn)象。

3.水溫對(duì)金屬腐蝕的影響

在封閉體系內(nèi)溫度的升高，氧的擴(kuò)散速率增大，氧的腐蝕速率也增大。但是，如果系統(tǒng)是開(kāi)放的，隨著水溫的升高到一定程度，溶解氧的量會(huì)減少，氧的腐蝕速率降低。而對(duì)于封閉系統(tǒng)的氧腐蝕問(wèn)題，其氧在溶液的溶解擴(kuò)散速度，會(huì)隨著溫度的持續(xù)升高而增大。因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中合理選擇供水溫度的范圍對(duì)供熱設(shè)備減少氧腐蝕有很大影響。

4.水中離子的影響

不同的等離子體濃度對(duì)腐蝕反應(yīng)速率有不同的影響。在一定的腐蝕條件下，部分金屬離子可能起到快速鈍化腐蝕作用，減緩和防止腐蝕;有些金屬離子能起到快速活化腐蝕作用，加速防腐蝕。一般情況下Cl-作為催化劑而不是OH-，只要其濃度不過(guò)高，一般有利于抑制金屬表面抗氧化膜的快速形成。

（三）防止

為了有效防止或大大減輕供熱管道正常運(yùn)行期間的過(guò)度氧化和腐蝕，主要的預(yù)防措施就是盡量使已經(jīng)除氧的給水。給水除氧的使用方法主要有:

1.熱力除氧

其工作原理主要是通過(guò)利用亨利定律，在一個(gè)敞開(kāi)的蒸餾設(shè)備中將蒸餾水迅速加熱至達(dá)到一個(gè)沸點(diǎn)，使水中氧及其他有機(jī)氣體如氧和c02在其他氣體液相中的平衡分布和壓力變?yōu)榱?，這樣可以使水中含的氧及其他c02等其他氣體迅速解析釋放出來(lái)，以利于達(dá)到迅速除去水中氧及其他c02的物理目的。目前用得最多的機(jī)器是一種噴霧式和填料式空氣除氧器，因其對(duì)較大負(fù)荷的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，除了吸氧器的效率也相對(duì)較高。為保證取得較好的除塵脫氧加熱效果，除氧器的正常運(yùn)行過(guò)程應(yīng)特別注意幾個(gè)重要方面。通過(guò)使用熱力除氫脫氧水可使有機(jī)除氧水的生物溶解濃度降低并達(dá)到一個(gè)合格濃度范圍內(nèi)。

2.解吸除氧

解吸除臭除氧的原理是:水中含有大量的溶解氧和含氧氣體，水和含不溶氧的其他氣體強(qiáng)烈地相互混合，能使含有溶解氧的水迅速擴(kuò)散并釋放成其他氣體，從而有效地達(dá)到除臭除氧的主要目的。脫附除氧器可以在常溫下安裝，不需要任何預(yù)熱通風(fēng)設(shè)備。它具有安裝設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，安裝操作方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但由于安裝技術(shù)條件嚴(yán)格，操作麻煩，影響人體除氣吸氧的危險(xiǎn)因素也比較多，不易控制。

3.化學(xué)除氧

在給水中我們可以直接加入一些氧化學(xué)品和一些藥劑，消除的藥劑用大量熱力迅速除去這些氧后就會(huì)產(chǎn)生含有殘余的少量或部分的二氯化氫。所用于得到的這種化學(xué)毒性消毒殺菌藥劑主要成分有兩種鹽酸連胺聯(lián)氨和乙酰聯(lián)胺聯(lián)堿二甲基酮肟，因其中鹽酸聯(lián)氨本身十分有毒，對(duì)人的腦和肝及人體健康都會(huì)有一定大的危害，而鹽酸聯(lián)氨聯(lián)胺二甲基酮肟的化學(xué)毒性只有一般鹽酸聯(lián)氨的二十幾萬(wàn)分之一，毒性很小，所以目前國(guó)內(nèi)化學(xué)應(yīng)用較廣的消毒藥劑主要是鹽酸聯(lián)氨聯(lián)胺二甲基酮肟。二甲基酮二烯肟乙酸二鈉是一種化學(xué)還原劑和氧化劑，它不僅僅是可以與水中各種具有溶解性的各種氧代烴在一起發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就可以能徹底除去水中所有氣體殘余的化學(xué)溶解物和氧，另外，它還真的可以使水會(huì)直接的被吸附在不銹鋼的陽(yáng)極局部整個(gè)氧氣陽(yáng)極上，把被吸附在不銹鋼上面的陽(yáng)極局部整個(gè)氧氣陽(yáng)極完全的所附和覆蓋，使整個(gè)陽(yáng)極上的氧氣極化大大的小幅度的增加，腐蝕不銹鋼的極化速度大大的的減小，防止不銹鋼對(duì)水中氧氣的直接腐蝕。還原時(shí)機(jī)也可將q0№03和新的q0q10還原成一種富含大量金屬氧化鐵和其他氧化物的單質(zhì)，防止加熱氧化鍋內(nèi)金屬污垢堆積生成過(guò)多鐵垢和大量金屬銅垢。一般來(lái)說(shuō)不可控制給水中溶于相鄰水的二甲基酮肟的脫氧含量和氨量一般控制為50mg/l左右，加強(qiáng)脫氧含量和氨量的自動(dòng)調(diào)節(jié)可使控制給水的脫氧質(zhì)量含量ph值的平均值控制為8.8~9.3，以利于有效保證給水除去其他脫氧氧化劑的給水效果。

三、停備用時(shí)熱力設(shè)備的氧腐蝕特征及防止

（一）腐蝕特征

當(dāng)熱設(shè)備正常停用時(shí)，加熱系統(tǒng)各部件的各種金屬氣體表面會(huì)發(fā)生氧化腐蝕。這可能是一種天然電化學(xué)反應(yīng)，只有當(dāng)水、氫和氧共存時(shí)，才可能發(fā)生在氣體中，這是一種高度氧化腐蝕。電池用完后，不能再排空，部分金屬零件用完后仍會(huì)積聚大量水，使金屬表面不能浸入水中。當(dāng)水和空氣存在時(shí)，它們會(huì)迅速分解，產(chǎn)生空氣氧化和腐蝕。有時(shí)雖然把清水放入供熱管道，但由于加熱爐內(nèi)冷空氣相對(duì)濕度較高，同樣會(huì)迅速產(chǎn)生水氧化和腐蝕。由于水中氫氧氧化濃度低，不易擴(kuò)散到供熱管道設(shè)備，固體色澤、形狀等特點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中，耐熱氧化酸腐蝕和腐蝕層形成的腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物的嚴(yán)重程度和程度與其他供熱管道設(shè)備有很大的不同。當(dāng)廢品被廢棄時(shí)，強(qiáng)烈的氧化腐蝕使產(chǎn)品中雜質(zhì)疏松，與其他金屬的粘附性差。經(jīng)腐蝕后，產(chǎn)品的金屬表面有一個(gè)小的黃棕色銹。在使用中，它具有大面積的抗氧化性和耐蝕性，并得到了廣泛的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，影響產(chǎn)品氧化腐蝕的因素主要有大氣溫度、濕度、金屬表面膜層中有機(jī)鹽以及金屬表面水的清潔利用程度。當(dāng)系統(tǒng)停用或備用時(shí)，強(qiáng)臭氧氧化腐蝕設(shè)備危害很大。一方面，系統(tǒng)停用或待機(jī)期間，備用設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。另一方面，由于重啟過(guò)程中氧腐蝕后的產(chǎn)品容易被帶入爐內(nèi)或水中，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)引起氧腐蝕，而這些腐蝕產(chǎn)物在設(shè)備報(bào)廢過(guò)程中，由于設(shè)備表面粗糙，保護(hù)膜易破壞，逐漸成為設(shè)備腐蝕的主要活躍點(diǎn)。

（二）防止

1.停備用供熱管道防銹蝕方法

停備用供熱管道一般采取滿水保壓的方式進(jìn)行保養(yǎng)，如果必須要進(jìn)行檢修的部分管道可以撤水采用關(guān)斷閥門或封堵方式進(jìn)行有效隔絕檢修部分后再進(jìn)行滿水保養(yǎng)。有特殊要求的管道可以采取干式被動(dòng)保護(hù)法。

結(jié)語(yǔ)：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)能力逐步提高，工廠不再缺乏專業(yè)的機(jī)械設(shè)備，而是緊跟其后的機(jī)械設(shè)備的維修，目前，工廠內(nèi)供熱設(shè)備受氧氣腐蝕的范圍越來(lái)越廣，嚴(yán)重影響工廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，研究人員需要不斷研究供熱設(shè)備氧腐蝕的原因，探討防止氧腐蝕的措施，以保證工廠設(shè)備的正常穩(wěn)定使用。本篇文章分析了工廠供熱設(shè)備出現(xiàn)氧腐蝕的原因，并從多個(gè)因素入手探究了防止氧腐蝕出現(xiàn)的措施，希望能夠?yàn)槲覈?guó)的工業(yè)發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。