鄒 超

（湛江電力有限公司，廣東湛江 524099）

0 引言

在熱能動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，難免由于各種原因而導(dǎo)致一系列的金屬腐蝕問(wèn)題。這些腐蝕問(wèn)題不僅具有潛在的危害性，如不及時(shí)檢查和解決，還容易引發(fā)累積效應(yīng)，給熱能動(dòng)力設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。輕則縮短設(shè)備使用壽命和增加維護(hù)保養(yǎng)成本，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)引發(fā)設(shè)備安全事故。因此，必須準(zhǔn)確判斷熱能動(dòng)力設(shè)備的金屬腐蝕情況和問(wèn)題，并予以針對(duì)性的解決措施，確保實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。

1 金屬腐蝕原因

在熱能動(dòng)力設(shè)備的日常運(yùn)行過(guò)程中，引起熱能動(dòng)力設(shè)備金屬材料腐蝕的因素相對(duì)較多[1]，具體來(lái)看，主要分為以下4 個(gè)方面。

（1）熱能動(dòng)力設(shè)備常用的金屬材料的防腐能力有著明顯的差異，一般來(lái)說(shuō)，這些金屬材料的防腐能力和材料密度近似成正比，材料密度大，防腐能力則相應(yīng)增強(qiáng)。但設(shè)備中一些材料的密度較小，因此其防腐能力較差，對(duì)整體的熱能動(dòng)力設(shè)備的防腐能力造成一定影響。

（2）在熱能動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，難免存在一些具有一定腐蝕性的介質(zhì)，如酸性或堿性的液體和氣體，以及一些氧化物等，熱能動(dòng)力設(shè)備的金屬材料不可避免地會(huì)與這些腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行接觸，在長(zhǎng)期接觸下，會(huì)對(duì)金屬材料造成很強(qiáng)的腐蝕。

（3）如熱能動(dòng)力設(shè)備內(nèi)部殘留了一些雜質(zhì)，未能將其及時(shí)清理干凈，也會(huì)造成熱能動(dòng)力設(shè)備金屬材料遭到嚴(yán)重的腐蝕作用，即使是材料已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)防措施，腐蝕作用也在所難免[2]。

（4）如熱能動(dòng)力設(shè)備的操作人員未能對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的金屬材料進(jìn)行合理維護(hù)，就容易忽略部分金屬材料的腐蝕問(wèn)題，導(dǎo)致金屬的腐蝕情況愈發(fā)嚴(yán)重，最終導(dǎo)致安全事故發(fā)生概率大幅上升。

2 預(yù)防措施

2.1 應(yīng)用熱能動(dòng)力給水系統(tǒng)除氧技術(shù)

2.1.1 熱能動(dòng)力給水系統(tǒng)除氧技術(shù)的重要性

為了確保熱能動(dòng)力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)熱能動(dòng)力給水系統(tǒng)進(jìn)行除氧是必不可少的一個(gè)步驟。給水系統(tǒng)中存在的水中溶解氧，會(huì)造成設(shè)備零部件金屬材料發(fā)生大面積的氧化和腐蝕，是導(dǎo)致熱能動(dòng)力設(shè)備金屬腐蝕問(wèn)題的重要原因之一。在腐蝕問(wèn)題發(fā)生后，腐蝕作用的產(chǎn)物氧化鐵還會(huì)通過(guò)物理作用進(jìn)一步進(jìn)入到熱能動(dòng)力設(shè)備內(nèi)部，在管壁位置大量沉積。由于氧化鐵和金屬材料的導(dǎo)熱性能差異明顯，會(huì)使得管道受熱不均勻。且難溶的氧化鐵還會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)壁出現(xiàn)點(diǎn)坑，阻力系數(shù)也隨之增大。這種腐蝕現(xiàn)象如不及時(shí)處理，極易引發(fā)管道的起火甚至爆炸等安全事故[3]。

2.1.2 常用除氧技術(shù)及分析

（1）真空除氧法。與其他的除氧技術(shù)相比而言，這種技術(shù)相對(duì)較為溫和，僅通過(guò)改善加熱條件來(lái)實(shí)現(xiàn)除氧的目的。通過(guò)改善加熱條件，熱能動(dòng)力設(shè)備的自耗氣量會(huì)顯著減少，以達(dá)到除氧的目的。在這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)設(shè)備有著相對(duì)更高的要求，通常采用高位布置，并運(yùn)用噴射泵來(lái)運(yùn)行，同時(shí)還需要使用加壓泵等設(shè)備。即使是采用低位布置方法，也需要利用高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，換熱設(shè)備和循環(huán)水箱也是真空除氧技術(shù)中需要應(yīng)用的設(shè)備，通過(guò)這兩種設(shè)備的應(yīng)用，能夠利用系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱，并使用射流加熱器對(duì)軟化水進(jìn)行加熱，也能夠進(jìn)行分級(jí)安裝。整體而言，真空除氧技術(shù)有著運(yùn)行簡(jiǎn)便和效果可靠的優(yōu)點(diǎn)，目前在熱能動(dòng)力設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用也相對(duì)較廣。

（2）化學(xué)除氧法?；瘜W(xué)除氧法主要分為鋼屑除氧和亞硫酸鈉除氧兩種方法。鋼屑除氧法的主要原理是利用水中的溶解氧來(lái)氧化鋼屑，以達(dá)到除氧的目的。對(duì)于鋼屑除氧法，又可分為獨(dú)立式和附設(shè)式兩種。在運(yùn)用鋼屑除氧法的過(guò)程中，對(duì)于水溫有著一定的要求，原則上不應(yīng)低于70 ℃，當(dāng)水溫在80～90 ℃時(shí)，除氧效果最好，而溫度在20～30 ℃時(shí)，除氧效果則最差。同時(shí)，在使用鋼屑除氧法時(shí)，還需要進(jìn)行壓緊處理，如水中溶解氧含量較高時(shí)，則要適當(dāng)降低水流速度，確保水中的溶解氧能夠充分去除。整體而言，由于鋼屑除氧技術(shù)近年來(lái)并未得到顯著改進(jìn)，且除氧效果極易受到各種因素干擾，因此通常作為輔助技術(shù)在鍋爐房等地進(jìn)行應(yīng)用，而不作為單獨(dú)應(yīng)用的技術(shù)。除此之外，亞硫酸鈉除氧法也是一種常見的熱能動(dòng)力設(shè)備化學(xué)除氧方式，其原理是利用水中的溶解氧將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，以達(dá)到除氧的目的。在這種方法的應(yīng)用過(guò)程中，通常所投放的藥量都略高于計(jì)算理論值，在反應(yīng)溫度升高后，除氧效果也越為顯著。相關(guān)實(shí)踐表明，當(dāng)水環(huán)境的pH=6 時(shí)，除氧效果最好，在此基礎(chǔ)上，隨著pH值的增加，除氧效果開始下降。

（3）解析除氧法。解析除氧法是近年來(lái)新興的一種熱能動(dòng)力設(shè)備除氧方式，其主要工作壓力是，將不含氧的氣體與熱能動(dòng)力設(shè)備中的水進(jìn)行充分接觸，使水中的溶解氧解析到氣體當(dāng)中，通過(guò)循環(huán)進(jìn)行接觸過(guò)程，最終除去水中溶解氧。與以往的除氧技術(shù)相比，解析除氧法具有3 個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①不需要對(duì)水進(jìn)行預(yù)熱處理，鍋爐房自耗氣亦不會(huì)增加，顯著降低能耗；②解析除氧法的設(shè)備較小，占地面積和消耗資源均較低，不需要過(guò)高的基建投資；③除氧效果相對(duì)較好，在正常條件下，通過(guò)解析除氧法處理后，水中溶解氧的含量將降至每升0.05 mg 以下。當(dāng)然，目前的解析除氧法也存在著裝置調(diào)整復(fù)雜的缺點(diǎn)，同時(shí)還需要對(duì)管道系統(tǒng)和除氧水箱進(jìn)行密封，因此，解析除氧法這項(xiàng)新技術(shù)仍有很大的改進(jìn)空間，相關(guān)改進(jìn)工作也仍在研究之中[4]。

2.2 保持良好環(huán)境，提高防腐能力

無(wú)論熱能動(dòng)力設(shè)備的工作環(huán)境是室內(nèi)還是室外，都難免會(huì)因各種環(huán)境因素影響而產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題，這其中影響較為顯著的環(huán)境因素則是水分的存在。因此，將空氣中的水分含量控制在一定指標(biāo)以下則是防止熱能動(dòng)力設(shè)備金屬腐蝕的關(guān)鍵。除了上文提到的應(yīng)用熱能動(dòng)力給水系統(tǒng)除氧技術(shù)之外，機(jī)械脫氣法也是較為有效的方法，其能夠防止水中溶解氧造成的碳鋼腐蝕。

與此同時(shí)，在熱能動(dòng)力設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，添加防腐劑和其他添加劑的方法也能夠顯著改善設(shè)備的工作環(huán)境，從而降低熱能動(dòng)力設(shè)備金屬腐蝕問(wèn)題發(fā)生的幾率。添加這些防腐劑和添加劑等化學(xué)藥品的原理通常是在金屬表面形成較為致密的保護(hù)膜，來(lái)抑制外界環(huán)境因素對(duì)金屬材料的腐蝕作用，起到防腐蝕的目的。

具體來(lái)看，鉻酸鹽、鉬酸鹽和亞硝酸鹽能夠通過(guò)在金屬材料表面形成致密氧化膜的方式來(lái)防腐蝕；聚合磷酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、硫基苯并噻唑和苯并三唑等物質(zhì)能夠在金屬表面形成沉淀保護(hù)膜以阻止腐蝕作用；在非氧化性酸中添加少量的鉻酸、硝酸和鐵離子等氧化劑，能夠使得金屬材料表面發(fā)生一定程度的鈍化，以提高金屬材料的抗腐蝕性能。

除此之外，調(diào)節(jié)pH 值的方法也是避免腐蝕問(wèn)題的一種有效途徑，如熱能動(dòng)力設(shè)備的腐蝕問(wèn)題為酸性腐蝕，則需要適當(dāng)添加氫氧化鈉、碳酸鈉和氨等物質(zhì)來(lái)加以避免。整體而言，防止熱能動(dòng)力設(shè)備發(fā)生腐蝕的化學(xué)藥劑種類繁多，在應(yīng)用時(shí)，需要事先對(duì)外界環(huán)境和內(nèi)部工作環(huán)境中可能引發(fā)設(shè)備金屬腐蝕的因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，從而對(duì)化學(xué)藥劑的種類進(jìn)行針對(duì)性選取應(yīng)用。

2.3 對(duì)金屬表面做好防腐蝕措施

在金屬的內(nèi)表面和外表面噴涂耐腐蝕的物質(zhì)材料也是提高熱能動(dòng)力設(shè)備金屬抗腐蝕作用的一個(gè)重要途徑。在具體方法選擇上，有關(guān)企業(yè)要根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)狀況加以合理選擇。具體而言，最常見和最簡(jiǎn)單的防腐蝕方法是在熱能動(dòng)力設(shè)備表面金屬上進(jìn)行涂漆處理。在涂漆處理過(guò)程中，油料涂漆是常見的漆料，如鄰苯二甲酸樹脂、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂等。在進(jìn)行噴涂作業(yè)之前，需要事先了解所選用油漆的特性，確保油漆符合設(shè)備金屬材料的實(shí)際要求。同時(shí)，為了進(jìn)一步增強(qiáng)熱能動(dòng)力設(shè)備的抗腐蝕性能，對(duì)于金屬構(gòu)件的焊接點(diǎn)等強(qiáng)度較為薄弱的部位，還需要進(jìn)行一定程度的覆蓋處理。

除此之外，在應(yīng)用表面防腐蝕處理方法時(shí)，為了進(jìn)一步提升金屬材料的抗腐蝕能力，還可采用添加襯里的方式進(jìn)行。添加襯里的材料多為有機(jī)高分子材料，如聚氯乙烯樹脂（PVC）、聚四氟乙烯、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂等。由于這些材料的耐腐蝕性能特點(diǎn)各不相同，因此在選用過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，確保在提高耐腐蝕能力的基礎(chǔ)上，又具有一定的經(jīng)濟(jì)適用性。

2.4 對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的操作進(jìn)行規(guī)范化管理

由于熱能動(dòng)力設(shè)備的工作環(huán)境相對(duì)較為惡劣，且工作強(qiáng)度較高，因此，為了避免熱能動(dòng)力設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)之后發(fā)生金屬腐蝕現(xiàn)象，就必須加強(qiáng)對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的日常管理維護(hù)。在日常管理維護(hù)中必要的步驟是定期進(jìn)行維護(hù)修理。應(yīng)用熱能動(dòng)力設(shè)備的企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立健全熱能動(dòng)力設(shè)備的防腐蝕情況的資料檔案，在檔案中應(yīng)當(dāng)收錄關(guān)于熱能動(dòng)力設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造和施工安裝等各階段的原始資料，并對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的防腐蝕檢查工作和維護(hù)修理工作的詳細(xì)信息進(jìn)行收集和記錄。通過(guò)這些措施，企業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的有效管理及運(yùn)用，使得熱能動(dòng)力設(shè)備金屬的耐腐蝕性能得到顯著提高。

2.5 對(duì)材料進(jìn)行合理選擇

在金屬材料的選擇過(guò)程中，要對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)備的使用年限進(jìn)行分析計(jì)算，并結(jié)合具體的工作環(huán)境加以選擇。在選擇金屬材料的過(guò)程中，首先需要考慮的是材料的經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值[5]。為了符合環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的理念，還需要確保材料的使用壽命盡可能長(zhǎng)，從而進(jìn)行針對(duì)性的選擇。

3 結(jié)束語(yǔ)

在熱能動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，引發(fā)金屬腐蝕的問(wèn)題較為復(fù)雜，其預(yù)防措施也相對(duì)較多且較為復(fù)雜，并非一蹴而就。因此，企業(yè)對(duì)于金屬腐蝕問(wèn)題不可掉以輕心，必須結(jié)合熱能動(dòng)力設(shè)備的實(shí)際情況，從多方面入手進(jìn)行綜合考慮，選用有針對(duì)性的預(yù)防措施。同時(shí)還要關(guān)注新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，做到與時(shí)俱進(jìn)，不斷提升技術(shù)水平。