馬久斌

摘要：立式鍋爐私人擁有量逐年增多，由于停爐保養(yǎng)不善，氧腐蝕嚴(yán)重，造成鍋爐使用壽命大大縮短。據(jù)此，闡述了停爐后未保養(yǎng)的危害，分析了停爐腐蝕產(chǎn)生機(jī)理，提出了經(jīng)驗(yàn)性停爐保養(yǎng)措施。

關(guān)鍵詞：立式鍋爐 氧腐蝕 產(chǎn)生機(jī)理 保養(yǎng)措施

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，鍋爐的擁有量和使用量呈大幅度增長趨勢。生活取暖用鍋爐和公共浴池用鍋爐的出現(xiàn)，使立式蒸汽鍋爐擁有量逐年增多，與工業(yè)用鍋爐呈并舉之勢。在近幾年的年度檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，低壓立式鍋爐夏季停用至少五至八個(gè)月，大多因在停用期間未加以保養(yǎng)，或停爐保養(yǎng)不善，造成鍋爐內(nèi)外部氧腐蝕比較嚴(yán)重，使得鍋爐在短時(shí)間內(nèi)引起滲水、漏水的事故屢屢發(fā)生。因此立式鍋爐停用期間保養(yǎng)已到了不容忽視的地步。

一、河南遠(yuǎn)大鍋爐有限公司生產(chǎn)的具有代表性的立式鍋爐結(jié)構(gòu)

（一）立式彎水管鍋爐

主要由鍋殼、爐膽、彎水管等部件構(gòu)成。鍋殼帶有橢圓形封頭，人孔開在封頭的中部，鍋殼中部外側(cè)的煙箱內(nèi)布有很多彎水管，上下兩端焊接在鍋殼上。爐膛內(nèi)也布置有彎水管，兩端焊接在爐膽殼和爐膽頂上。煙氣由爐膛經(jīng)喉管進(jìn)入鍋殼中部外側(cè)的煙箱，然后分為兩路水平回轉(zhuǎn)，橫向沖洗煙箱內(nèi)的彎水管，最后集煙箱和煙囪排出。

（二）立式橫火管鍋爐

主要由鍋殼、管板、火管和爐膽等四個(gè)主要部分組成。爐膽前部開有爐門孔，并扳邊與爐門圈連接。爐膽后上部也開有橢圓形孔并扳邊，用喉管與后管板下部的月形部分相連接。爐膽下部用U形下腳圈與鍋殼連接。煙氣由爐膛經(jīng)喉管到后煙箱，通過火管（火管全部在水位線以下）到前煙箱，再由煙囪引出。

二、停爐后未保養(yǎng)的危害

很多用戶在立式鍋爐停爐后，未采取合理的保養(yǎng)措施，只是將鍋水一放了之，結(jié)果造成爐膽下腳圈處積水，使水汽系統(tǒng)內(nèi)部濕度過大，金屬表面形成水膜，空氣中的氧溶解在水膜中，致使金屬表面產(chǎn)生腐蝕。而且這些腐蝕產(chǎn)物在鍋爐運(yùn)行時(shí)起陰極作用，促使金屬繼續(xù)腐蝕。很多司爐工對立式鍋爐在清渣時(shí)，將灰渣堆放在爐門附近，并用水澆，由于燃料中硫的氧化物有5%隨渣排出，水澆爐渣時(shí)，與其中的三氧化硫生成酸，腐蝕下腳處鋼板。有的在鍋爐的清灰坑內(nèi)積滿了水，這也造成鍋爐下部腐蝕?？傊捎谕t保養(yǎng)不善，氧的腐蝕、鐵垢下腐蝕，經(jīng)過一個(gè)夏季的腐蝕量往往超過幾年運(yùn)行狀態(tài)下自然腐蝕量的總和。常此以往，會(huì)造成惡性循環(huán)，加大維修量和經(jīng)濟(jì)投入，增加了不安全因素，并會(huì)極大地縮短鍋爐的使用壽命。

三、停爐腐蝕產(chǎn)生機(jī)理

停用鍋爐的腐蝕，并不是一種單一的腐蝕。

（一）氧對鍋爐腐蝕有顯著影響

主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.氧的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。氧是陰極去極化劑，鍋水中的溶解氧不斷吸收電子，具有極化作用，鐵離子不斷進(jìn)入鍋水，產(chǎn)生腐蝕。溶解氧的含量決定著腐蝕的強(qiáng)弱，且成線性正比關(guān)系。

2.由于氧有奪電子的能力，奪得電子后和水中H+合成OHˉ。鍋水中含氧不均勻時(shí)，在高氧濃度（陰極）和低氧濃度（為陽極）部位的金屬產(chǎn)生電位差，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

O2+4eˉ+2H2O→4OHˉ

3.氧的氣體腐蝕是一種化學(xué)腐蝕。水中同時(shí)存在溶解氧和二氧化碳時(shí)，溶解氧使二氧化碳腐蝕產(chǎn)物進(jìn)一步氧化，4Fe（HCO3）2+O2→2Fe2O3↓+8CO2+4H2O生成的二氧化碳又可產(chǎn)生腐蝕。如此循環(huán)，加深腐蝕。停用時(shí)，鐵被氧化成高價(jià)Fe3O4和Fe（OH）3成為鍋爐運(yùn)行時(shí)氧的代用品，是腐蝕電池的陰極去極化劑。

Fe（OH）3+e→Fe（OH）2+OHˉ

Fe3O4+H2O+e→3FeO+2OHˉ

鐵在此基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)生腐蝕。結(jié)果高價(jià)氧化鐵發(fā)生了還原反應(yīng)，生成低價(jià)氧化鐵，并且在鐵銹下面由于充氧濃度不同，產(chǎn)生強(qiáng)烈的濃度差腐蝕，使氧化鐵大量隨著鍋爐的交替運(yùn)行和停用，腐蝕過程隨之發(fā)生惡性循環(huán)。如果不采用防腐措施就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。立式鍋爐下腳圈內(nèi)積有水渣，在停用時(shí)，其容易積水吸收潮氣，比其它部位腐蝕的要嚴(yán)重。

（二）PH值對鍋爐腐蝕有明顯影響，而且更直接

PH值是水中氫離子摩爾濃度的負(fù)對數(shù)，用以表示水的酸堿度，PH值小于7，水呈酸性，會(huì)對金屬形成酸性腐蝕。PH值大于7時(shí)，為堿性。鋼鐵的鈍化區(qū)PH值為9～13。當(dāng)PH值為10～12時(shí)水的堿度適度，與水接觸的鋼材表面會(huì)形成一層氧化保護(hù)膜，阻止腐蝕繼續(xù)發(fā)生，當(dāng)PH值大于12時(shí)，鋼材表面氧化保護(hù)膜就會(huì)被溶解，使腐蝕繼續(xù)發(fā)生。

四、停爐保養(yǎng)措施

鍋爐停用時(shí)，發(fā)生腐蝕的原因主要是空氣中氧的侵入，水中的溶解氧與鋼材表面相互作用的結(jié)果。因此，平時(shí)停爐大多采用干保養(yǎng)法，但此種方法對于立式鍋爐不太適用。對于立式鍋爐來說，可采用防止空氣進(jìn)入停用鍋爐內(nèi)部，最簡單也最實(shí)用的方法就是停爐時(shí)不將鍋水放掉（因?yàn)榉诺翦佀?，空氣必須進(jìn)入），而且使鍋爐充滿水，排出汽空間空氣。

1.人所共知，在大氣中水加熱到沸騰時(shí)，水的飽和蒸汽壓力等于汽水界面上的大氣壓力，氧的分壓即為零，此時(shí)氧氣在水中的溶解度急劇下降（氧在水中的溶解度隨溫度的變化見附表），而從水中逸出。為此，我們可以采用把鍋水加熱到100℃以上，同時(shí)打開爐頂部的放空閥或安全閥進(jìn)行簡單的熱力除氧，降低充入的鍋水中溶解氧的含量。

2.采用堿液，按照鍋爐的水容積進(jìn)行堿液配制，需堿量5～6kg/m3（NaOH），3～4kg/m3（Na3PO4），把鍋水的PH值控制在10～12之間，使鋼材表生成一層鈍化保護(hù)膜，阻止腐蝕。

3.清除爐膛內(nèi)爐渣及積灰，搞好鍋爐外部防腐。

4.關(guān)閉鍋爐所有閥門，采用密封保養(yǎng)。

五、結(jié)語

筆者通過對本市多臺(tái)停用二年以上的立式鍋爐，跟蹤檢驗(yàn)表明，上述方法簡單方便，投資少，效果好。在停用期間爐膽、鍋殼、水管、煙管、下腳圈的腐蝕量不明顯。

（作者單位：河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院）