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余热锅炉为什么会产生高温腐蚀

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余热锅炉受热面的壁温高于硫酸露点,烟气温度在500°C以上的区域时还会发生蚀,通常把这种腐蚀现象称为高温腐蚀。过热器、再热器、辐射室中水冷壁管、金属固定件等都可能产生这种腐蚀,其特点是局部深陷的溃疡性腐蚀。

1。髙温腐蚀的机理高温腐蚀的现象,是一个综合作用的复杂过程。其特点是金属温度或积灰表面温度超过500~600时就开始出现,同时温度越高蠃蚀速度越快,而腐的必要条件是灰的软化。腐蚀的机理目前有如下的几种理论。

(1)碱性金属硫酸盐络合軔的液相腐饭学说:矿石及燃料中的各种硫化物经燃烧变为硫的氧化物,广石或燃料中金属钠与钾经过燃烧,特别在高温火焰中反应生成Na2O和K2O。NaO和K2O在烟气中或在钢管表面附着后与三氧化硫反应形成碱性金属硫酸盐,以M代表碱金属钠或钾。碱性金属硫酸盐进一步与铁的氧化物和三氧化硫反应,形成熔点低的硫酸盐络合物。熔融状态下的硫酸盐络合物与金属管子进行如下的腐蚀反应,使锅炉遭到严重的腐蚀。

(2)钒化学廣蚀学说:在高温腐蚀过程中,起主要作用的是五氧化二钒,析出活性很高的原子氧、从而便金属氧化而造成腐蚀。五氧化二钒分解出四氧化二后,再与烟气中的氧化合又生成五氧化二钒,使腐蚀过程反复循环地进行下去。

钒化学腐蚀的特点是在金属温度为540~620C时开始出现,个别也有在00〔左右时发生的)。温度越高腐蚀速度越快,腐蚀的必要条件是灰的软化,其中硫和钒对腐蚀起主要的作用。

(3)高温氧化腐蚀学说:在运行中的余热锅炉,其受热面外表面都会产生氧化皮膜。在低温时(一般在570C以下),是生成Fe3O4及Fe2O两层氧化层,它们致密而很薄、是起着保护金属的作用,使金属不致继续氧化下去。在高温时(一般在570C以上)是生成Fe2O3·Fe3O4·FeO三层氧化层,氧化层皮膜变得很厚,主要是FeO这一层很厚而又松散。当它的厚度增大到某临界厚度时,会自发性的破坏,形成片状物剥落下来,由于保护作用遭到破坏,使铁的氧化过程又加快起来。这样反复作用下去,促使金属遭到严重腐蚀。另外余热锅炉往往由于开停炉频繁,有的热负荷还周期性地波动,使受热面经常受到热胀冷缩及振打吹灰的外加应力,容易使氧化皮膜破裂剥落,从而加快了氧化腐蚀的速度。在氧化皮膜破裂处也会形成一些小裂痕,在裂痕里会引起大阴极和小阳极的危险组合,导致强烈的局部电化学腐蚀,这种腐蚀往往向深部发展致使管子最后遭受破裂。

(4)硫酸蒸汽的腐蚀学说:在600~700°C间有三氧化二铁作催化剂时,二氧化硫转化成三氧化硫最快,在625°C时最为激烈。当余热锅炉高温受热面上积灰越来越厚时,积灰表面温度就可能达到600~700°C;在三氧化二铁的催化作用下,烟气巾二氧化硫会大量转化成三氧化硫,其结果可能生成硫酸或硫酸盐,再和管壁表面金属氧化物起化学作用生成硫酸铁,最后使外层金属氧化皮膜遭到破坏而发生腐蚀。

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