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尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修

尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修
尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修

论文

锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀

的预防和检修

关键词:受热面积灰磨损腐蚀预防处理

作者:高俊义

单位:佳木斯第二发电厂生技处

住址:黑龙江省佳木斯市前进区

时间:2003年7月

锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀

的预防和检修

高俊义

(佳木斯第二发电厂黑龙江省佳木斯市 154008)

摘要:大容量锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀时有发生,对锅炉机组的安全、经济、稳定运行产生很大影响,本文主要阐述了大容量锅炉受热面积灰、磨损和腐蚀的原因、预防措施及发生这些缺陷后的一些处理方法。

关键词:受热面积灰磨损腐蚀预防检修

The boiler suffers the prevention for of accumulating the ash, wear awaying with corrosion of hot with fix

GaoJunYi

Summary:Big capacity boiler tail department some for reason for suffering the safety for of accumulating the ash, wear awaying with decaying having take placing, to boiler machine set of hot, economy, stabilizing circulating producing very big influence, this text primarily discussing the big capacity boiler suffering the hot area ash, wear awaying with corrosion, prevention measure and take placing these blemishs empress handle the method.

Key phrase:Suffer the hot Accumulate the ash Wear away

Decay Prevention Maintain

1前言

我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主,而动力用煤质量偏劣,含灰量和含硫量等均较高,容易形成受热面的沾污、积灰、腐蚀和磨损。这将会给锅炉带来很多的问题,如积灰的清除、传热条件变差、受热面的寿命下降等问题。目前,随着锅炉容量的增大,炉内沾污、结渣、腐蚀等问题更为严重。这是由于如下众多的因素引起的:炉膛容积增大,清灰困难,烟道尺寸增大,烟速和烟温容易分布不均匀;

大容量锅炉蒸汽参数高,壁温升高,易引起积灰和结渣;大容量锅炉对运行安全性要求高等。因此对锅炉尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修

2 高温积灰和高温腐蚀

2.1高温积灰的危害

受热面的积灰是设计和运行中应考虑的重要问题。炉内结渣或积灰会便国徽传热减少,并导致过热汽温升高。对流受热面的积灰可能阻塞烟气通道,使通风阻力增加,过热器的热偏差加剧,甚至影响锅炉的出力。

2.2高温积灰的形式

锅炉的高温积灰可分为两类:一是炉墙和其他辐射受热面上的熔渣,即所谓结渣;二是对流过热器和再热器受热面上的高温烧结性积灰。

2.3高温积灰的形成机理

燃料中的灰分,包含有各种无机混合物,其中有些易熔成分,基本上是碱金属的化合物和硫酸盐,他们的熔化温度为700~800度。在炉内高温区他们转变为气态。当烟气离开炉膛冲刷对流受热面进,这些气态物质就会在这些受热面上凝结。过热器和再热器受热面上的积灰,一般是由薄而密实的内灰层和松散而大量的外灰层组成。外灰层的成分与飞灰成分相差不多,内灰层具有较多的钠、钾和硫酸盐。在温度高于700~800度以上的烟气区域内,易熔化合物会在管子表面上发生凝结,并形成碱金属(钠、钾)和钙的粘结沉淀层。其中有一些固体灰粒同时被粘附在管子表面上。在高温烟气中氧化硫气体长时间的作用(烧结)下便形成白色的硫酸盐的密实沉淀层,牢固地粘着在管子表面上。随着灰层厚度的增大,其外表温度也升高,凝结过程也就逐渐终结。此后,在这一灰层的粗糙表面上会粘附一些难熔灰分的固体颗粒,形成松散而多孔的外灰层(气体介质可以通过这一层从外向里渗透)。这样,在这个烟温区,受热面的积灰多半由很薄的粘性风灰层和松散的外灰层组成。

在烟气温度较低(600~700度)的区域内,例如,在尾部竖井的对流受热面上,积灰多半是松散的沉淀物,管子表面上未发现粘结性内灰层,因为在这里碱金属的凝结已经终结。

灰分的烧结性能是表征积灰特性的重要因素。在燃用灰分烧结强度较大的煤时,灰分坚实,积灰牢固地粘着在管子上,难以消除,并容易使烟道堵塞。烧结强度低的灰分则容易吹扫干净或被气流带走。

灰分的烧结强度与其温度、灰分中的碱的含量(特别是钠的含量)以及灰分的烧结时间等因素有关,而与灰的熔化温度关系不大。灰分的温度越高以及烧结时间越长,其烧结强度也就越高,灰分中的碱的含量越多,其烧结强度也越大。

2.4高温腐蚀的机理

过热器和再热器受热面上的内灰层,不仅是高温积灰得以发展的重要原因,而且也是过热器和再热器高温腐蚀的根源。

过热器和再热器的高温腐蚀,又称煤灰(引起的)腐蚀。如上所述,高温积灰所生成的内灰层,含有较多的碱金属,它与飞灰中的铁、铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫的较长时间的化学作用,便生成碱金属的硫酸盐。干灰并没有腐蚀作用;熔化或半熔化状态的碱金属硫酸盐复合物,对过热器和再热器的合金钢会产生强烈的腐蚀。这种腐蚀大约众540~620度时开始发生,灰分沉淀物的温度越高,腐蚀速度就越强烈,约在700~750度时腐蚀速度最大。所以这种腐蚀大多数发生在高温级过热器和再热器的出口管段。灰分沉淀物的温度由烟气温度管壁金属温度估计,过热器和再热器的外部腐蚀集中在管子迎风面并与气流方向成30~100度角的部位。

高温腐蚀还与燃料的成分有关,高碱和高硫燃料,腐蚀比较严重。燃料中的氯对合金钢,特别是不锈钢也有腐蚀作用。当燃烧重油时,高温过热器和再热器可能发生钒腐蚀。这种腐蚀是在管壁温度超过610~620度的情况下发生的。它与烟气中的五氧化二钒有关。当重油中有氧化钠时,烟气中会生成钒酸钠,它具有很低的熔点(约600度)。当过热器管子表面温度高于610度时,它会生成对各种钢(碳钢、低合金钢、奥氏体钢)都具有侵蚀作用的液膜。温度接近于烟气温度的过热器支吊架元件也遭受到钒的强烈腐蚀。

2.5防止高温腐蚀的措施

锅炉烟气侧的高温腐蚀主要可以分为两大类,一类是硫腐蚀,另一类是钒腐蚀

2.5.1硫腐蚀包括硫酸盐腐蚀和硫化物腐蚀。

为了防止水冷壁的高温腐蚀,必须采取措施抑制腐蚀物质的产生,或者防止腐蚀条件的形成。具体的技术措施有:①改善燃烧条件,过剩空气系数不宜过小,防止火焰直接接触管壁。②控制管壁温度,防止管内结垢和炉膛水冷壁受热面热负荷局部过高。③引入空气,使炉膛贴壁处有一层扭送化性气膜,以便冲淡烟气中的三氧化硫浓度,并且使结积层中分解出来的三氧化硫向外扩散而不向内扩散。④采用渗铝管作水冷壁。因为渗铝管表面生成三氧化二铝保护膜,这层保护膜具有抗高温硫腐蚀的作用。

为防止过热器和再热器的高温腐蚀,可以采取措施控制管壁温度,使复合硫酸盐不呈熔化状态。目前,国内外主要采用的办法是,限制过热蒸汽参数。对超高压和亚临界压力机组,趋向于把蒸汽温度定为540度。在设计布置过热器时,应注意蒸汽出口段不要布置在烟温过高的部位。也可以采用镁、铝等氧化物添加剂,提高结垢物的熔点。引外,还可以采用各种实用的耐蚀合金材料。

2.5.2防止钒腐蚀的技术措施

锅炉燃用含钒、钠较高的油时,在过热器和再热器的管壁上,可能出现五氧化二钒含量较高的高温积灰,它可以腐蚀受热面的金属,这种腐蚀称为钒腐蚀。为了防止钒腐蚀,应当采取的措施有:①采用低氧燃烧技术,低氧燃烧可以降低烟气中的氧浓度,防止金属的氧化和钒生成五氧化二钒。②控制管壁温度,使它低于开始出现高温腐蚀的温度,因此,应控制过热蒸汽温度,以不超过540度为宜,应将易受钒腐蚀的部件尽可能布置在低温区。③加添加剂,比如喷加白云石,可以使高铬钢过热器管的腐蚀速度降低1/2或1/3,其缺点是受热面可能堵灰。④采取措施进行燃料处理,以除掉硫钒等有害物质。

3低温积灰和低温腐蚀

3.1积灰产生的原因:

当带灰的烟气流经各个受热面时,部分灰粒会沉积到受热面上而形成积灰,这是锅炉中常见的现象。

3.1.2积灰的危害:

积灰会影响传热和烟气的流通,尤其是通道截面较小的对流受热面,严重的积灰还会堵塞烟气通道,以致降低锅炉出力甚至被迫停炉。

3.1.3积灰的形式:

在烟温低于600—700 的尾部受热面上的积灰,大多是松散的积灰。这是因为烟气中碱金属盐蒸汽的凝结已结束,在受热面管子外表面不再会有坚实的沉积层。这时的积灰可能有两种不同的情况:一是由于气流扰动使烟气中携带的一些灰粒沉积到受热面上,形成松散积灰层;另一种是由于烟气中酸蒸汽和水蒸气在低温金属壁面上凝结,将灰粒粘聚而成的积灰。

3.1.4积灰的机理:

烟气中的灰粒是一种宽筛分组成,但大都小于200μm,其中多数为10~30μm。当含灰气流横向冲刷管束时,管子背风面产生旋涡运动。较大的灰气流由于惯性大,不会被卷进去。进入旋涡并沉积在管子背风面上的大都是小于30μm 的灰粒子。灰粒子之所以粘附到管壁表面,是由于金属表面层原子的不饱和引力场所引起的。灰粒越小相对表面积越大,当它与表壁接触时,就能很容易地被吸附到金属表面上。但灰中极微小的无惯性组分,可以沿气流的流线运动,在受热面上沉积的可能性也不大。事实证明,沉积在受热面上的主要是10~30μm的灰粒。

对流受热面上的积灰,主要集中在管子的背风面,而迎风面较少。这是因为管子的正面部分从一开始就受到大灰粒的打击,因此只有在烟速很低或飞灰中缺乏大颗粒时才出现积灰。而在管子的侧面,由于受到飞灰的强烈磨损,即使在很低的烟气速度下也不会有灰沉积。

灰粒在受热面的沉积,最初增加很迅速,但很快达到动平衡状态。这时,一方面仍有细灰沉积,另一方面烟气流中的大灰粒又把沉积到受热面上的细灰粒剥落下来。达到积聚的灰和被大颗粒冲刷掉的灰相平衡时,就处于动平衡状态,积灰就不会再增加了。只有当外界条件改变,如烟气速度变化时,才会改变积灰情况,一直到建立新的动平衡为止。

3.1.5影响积灰的因素:

3.1.5.1受热面上松散灰的积聚情况与烟气速度有关。随着烟气速度的增大,管子背风面积灰逐渐减少,而迎风面甚至可能没有积灰,如图所示。这是因为在错

列管束中气流的扰动随烟速升高而加剧。气流速度升高时,松散气流将被吹走。错列管束管子纵向节距越小,气流扰动越大,气流冲刷管子背风面的作用越强,管子的积灰也就越小。反之在顺列管束中,除第一排管束外,烟气冲刷不到管子的正面和背面,只能冲刷管子的两侧。因此,不管正面或背面均会发生较严重的积灰。这也是省煤器较多地采用错列布置的一个原因。

w1>w2>w3

不同烟速下错列管束的积灰情况

研究还表明,积灰程度与气流横向冲刷受热面的方向无关。不论气流自上而下或自下而上,或者在水平方向流动,结果是一样的。

当烟气流速降低到2、5~3m/S时,就很容易发生受热面堵灰。考虑到锅炉可能降低负荷运行,那么在设计锅炉时,额定负荷下尾部受热面的烟速应不低于6m/s。这样就可避免在低负荷运行时,因烟速过低而发生堵灰。注意:烟速也不能太高,否则受热面将受到严重的飞灰磨损。

3.1.6防止受热面积灰的措施:

3.1.6.1受热面的布置应优先考虑错列布置,加强气流的扰动,可相当程度上避免积灰。

3.1.6.2保证一定的烟速,额定负荷下尾部受热面的烟速应不低于6m/s,可以避免低负荷下积灰。

3.1.6.3安装冲灰器,定期对尾部受热面进行吹扫,使灰尘随着烟气流带走。

3.1.6.4在尾部受热面尽量使固定管排的管卡规整,防止因管卡及梳形板安装位置不对或变形而产生积灰。

3.2低温腐蚀

3.2.1产生腐蚀的机理

烟气进入低温受热面后,其中的水蒸汽可能由于烟温降低或在接触温度较低的受热面时发生凝结。烟气中水蒸气开始凝结的温度称为水露点。纯净水蒸气的露点决定于它在烟气中的分压力。常压下燃用固体燃料的烟气中,水蒸气的分压力P H2O=0.01~0.015Mpa,水蒸气的露点低达45~54℃。可见,一般不易在低温受热面发生结露,但如果凝结时可能使受热面金属产生氧腐蚀。

当含用含硫燃料时,硫燃烧后形成二氧化硫,其中一部分会进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽。烟气中的硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点。它比水露点要高很多。烟气中的三氧化硫(或者说硫酸蒸汽)含量越多,酸露点就越高。酸露点可达140~160℃甚至更高。烟气中硫酸蒸汽本身对受热面金属的工作影响不大。但当它在壁温低于酸露点的受热面上凝结下来时,就会对受热面金属产生严重腐蚀作用。这种由于金属壁温低于酸露点而引起的腐蚀称为低温腐蚀。

3.2.2低温腐蚀产生的条件

烟气中的二氧化硫进一步氧化成三氧化硫是在一定条件下发生的:

3.2.2.1在炉膛高温作用下,部分氧分子会离解成原子状态,它能将二氧化硫氧化成三氧化硫。因此,火焰中心温度越高,过量空气越多,火焰中氧原子的浓度也就越大,生成的三氧化硫就会越多。

3.2.2.2烟气流过对流受热面时,二氧化硫会遇到一些催化剂,如钢管表面的

氧化铁膜、受热面管子上的沉积物或燃油时可能出现的V

2O

5

等。受到催化作用后的

二氧化硫与烟气中剩余的氧结合面生成三氧化硫。

3.2.2.3燃煤中的硫酸盐在燃烧时会分解出一部分三氧化硫,但它在三氧化硫总量中所点的比例甚小。烟气中的三氧化硫数量为二氧化硫的0.5~5.0%,占烟气总容积的0.002%~0.010%。

3.2.3 烟气露点的确定

烟气对受热面的低温腐蚀常用酸露点的高低来表示。露点愈高,腐蚀范围愈广,腐蚀也愈严重。

烟气的酸露点与燃料含硫量和单位时间送入炉内的总硫量有关。单位时间送入炉内的总硫量是随着燃料发热量降低而增加的,两者对露点的影响综合起来可用折算硫分来表示。折算硫分越高,燃烧生成的二氧化硫就越多,进而三氧化硫也将增多,致使烟气酸露点升高。燃烧固体燃料时,烟气中带有大量的飞灰粒子。灰粒子含有钙和其它金属的化合物,它们可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽,从而可以降低它在烟气中的浓度。由于烟气中硫酸蒸汽分压力的减小,酸露点也就降低。因此一般的来说,层燃炉烟气露点要比煤粉炉高。

3.2.4 低温腐蚀的危害:

强烈的低温腐蚀通常发生在低温段空气预热器中空气和烟气温度最低的区域。低温腐蚀造成空气预热器受热面管子穿孔,空气大量漏到烟气中,致使送风不足,炉内燃烧恶化,锅炉效率降低;同时腐蚀也加重堵灰,使烟道阻力增大。严重影响锅炉的经济运行。

3.2.5 腐蚀与堵灰

锅炉受热面的壁温低达酸露点时,受热面上将会凝结出液态硫酸,它不仅会腐蚀金属,而且还会粘结烟气中的灰粒子,使其沉积在潮湿的受热面上,严重时将造成烟气通道堵灰。同低温腐蚀一样,它也主要发生在低温段空气预热器。如果除尘器入口烟温低到酸露点时,也会造成除尘器堵灰。堵灰不仅影响传热,使排烟温度升高,降低锅炉运行经济性,而且由于烟气阻力剧增,致使引风机过载而限制了锅炉出力,甚至造成设备损坏而被迫停炉。

腐蚀和堵灰往往是互相促进的。堵灰使传热减弱,受热面金属壁温降低,而且350℃以下沉积的灰又能吸附SO

,这将加速腐蚀过程。空气预热器受热面腐蚀

3

泄露后,将发生漏风。漏风使烟温进一步降低,从而加速腐蚀和堵灰过程的进展,以形成恶性循环。

3.2.6 低温腐蚀的减轻与防止

3.2.6.1 提高空气预热器受热面的壁温

这是防止低温段腐蚀最有效的办法,要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度,以及降低空气侧和烟气侧放热系数的比值。提高排烟温度虽然可使壁温升高腐蚀减轻,但却增加了排烟热损失,而使锅炉经济性降低。因此排烟温度的升高是有限度的。

实践中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度。在燃烧高硫燃料的锅炉中采用暖风器或热风再循环,把冷空气温度适当提高后,再进入空气预热器。

另一种提高预热器入口空气温度方法是采用暖风器。暖风器装在送风机与预热器之间。它本身是一种管式加热器,利用汽轮机的抽汽来加热冷风,采用这种方式仍会使锅炉排烟温度所升高。

3.2.6.2 冷端受热面采用耐腐蚀材料

近年来,为克服低温腐蚀,国内在燃用高硫燃料的锅炉中,管式空气预热器的低温段采用耐腐蚀的玻璃管;回转式空气预热器中采用耐酸的搪瓷波形板或用陶瓷材料制造冷端受热面。这些措施在防止受热面金属腐蚀方面都有一定成效。

3.2.6.3 采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂

目前,使用添加剂只在燃油炉和沸腾炉上取得一定效果。使用最广的添加剂是石灰石或白云石。粉末状的白云石混入燃料中或直接吹入炉膛或吹入过热器后的烟道中,它会与烟气中的三氧化硫发生作用而生成硫酸钙和硫酸镁,从而能降低烟气中三氧化硫的分压力,减轻低温腐蚀。应生成的硫酸盐是一种松散的粉尘,必须加强吹灰来予以清除。但长期使用仍会使受热面积灰增多、污染加生,影响传热。

3.2.6.4 降低过量空气系数和减少漏风

烟气中过剩氧会增大SO

3

生成量。无论是送入炉膛的助燃空气还是烟道的漏

风,对SO

3生成量都有影响。因为在烟气流程中,只有过剩氧存在,SO

2

仍能继续转

变为SO

3

。因此,为防止低温腐蚀应尽可能采用较低的过量空气系数和减少烟道的漏风。降低过量空气还可提高锅炉的热效率。

4 受热面的飞灰磨损

4.1 磨损的原因

携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗粒的高速烟气通过受热面时,粒子对受热面的每次撞击都会剥离掉极微小的金属屑,从而逐渐使受热面的管壁变薄,这就是飞灰对受热面的磨损过程。烟速越高,灰粒对管壁的撞击力就越大;烟气携带的灰粒越多(飞灰浓度越大),撞击的次数越多。结果都将加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁,由于强度降低很容易造成管子损坏。这不仅会引起受热面管子漏泄,影响锅炉的安全运行,而且检修时还要花费大量的工时和钢材来修复或更换被磨损的部件。

4.2灰粒对受热面的磨损机理:

灰粒对受热面的撞击力可分为垂直分力(法线方向)和切线分力(切线方向)。垂直撞击力引起撞击磨损,切向分力引起摩擦磨损。当灰粒斜向撞击受热面时,管子表面既受撞击磨损又受摩擦磨损,两者的大小决定于灰粒对受热面的撞击角度。

4.3受热面磨损的部位:

受热面的磨损是不均匀的,不仅是烟道截面不同部位的受热面磨损不均,而且沿管子周界磨损也是不均匀的,所以严重的磨损都发生在某些特定的部位。譬如,烟气横向冲刷错列布置的受热面(如省煤器)管子时。最大磨损发生在管子迎风面两侧300—500范围内。

烟气在管内纵向流动时(如管式空气预热器),磨损情况减轻很多。这时只在管子进口约150—200mm长的一段内,磨损较为严重。这是因为在管子进口段气流尚未稳定,由于气流的收缩和膨胀,灰粒较多地撞击管壁的缘故。在以后的管段中,气流稳定,灰粒运动方向与管壁平行,故管壁磨损减轻。

横向冲刷时,管束排列方式不同,磨损情况也不一样。错列管束要比顺列管束磨损严重。在错列管束中第二排管子磨损要比其它各排更严重。这是因为第一排管子前的烟气流速较低,受灰粒的撞击较轻。在第一排管子之后,气流速度增大,第二排管子受到更大的打击。固体灰粒撞击到第二排管子后,动能减少,因此以后各排管子的磨损又减轻。顺列管束磨损较轻,这是因为后面的管子受到前面管子的屏蔽而处于“死角”中。

实际上,在一组受热面中磨损是不均匀的,凡是烟速较大或飞灰浓度较大的部位,受热面的磨损就较为强烈。例如靠近墙壁的管子弯头部分,由于这些地方缝隙较大,烟速较高而形成严重的局部磨损。当烟气经水平对流烟道转入下行尾部烟道时,由于气流转弯,飞灰被抛向后墙附近,使这里的飞灰浓度增高,因而靠近后墙的管子就会受到更大的磨损。

4.4 磨损与灰粒动能的关系

受热面金属表面的磨损正比于飞灰粒的动能和撞击次数。飞灰粒的动能同速度的平方成正比,而撞击次数同速度的一次方成正比。这样,管子金属的磨损就同烟气流速的三次方成正比。可见烟速的大小对受热面磨损的影响是很大的。

4.5 避免磨损采取的措施

4.5.1为避免受热面过大的磨损,最主要的是正确地选取烟气流速,同时也应尽量减少速度分布不均。适当提高烟速可以提高受热面的传热效果,节省钢材,但将增大通风阻力和飞灰磨损。锅炉设计中,对于烟气横向冲刷管束,额定负荷下的烟速不应低于6m/s。这样在低负荷运行时,烟速可不低于3m/s。烟气纵向冲刷受热面时(如管式空气预热器),取用的烟速应不低于8m/s。但为防止严重磨损,烟速也不应过大。而这又同烟气中的飞灰浓度、飞灰磨损特性以及受热面的容许磨损速度等有关。根据调查、实践经验及技术分析,省煤器中的烟速不宜超过9m/s,否则会引起严重磨损(受热面每年磨损达0、5—0、6mm)。

4.5.2减少烟气中飞灰浓度,特别是防止局部浓度过高,也是避免严重磨损的有效方法。另外,加装炉内除尘设备也可使进入尾部烟道的飞灰量有所降低,磨损减轻。

4.5.3加装防磨装置

尽管选取的烟速并不过大,但是由于结构问题或流动分布不均,仍会出现局部地区烟速过高,飞灰浓度过大,从而引起严重的局部磨损。因此要在受热面易受磨损的部位加装防磨装置。

对于管式空气预热器,只需保护管子的进口段。通常在管子入口处加装一段短管,短管承受磨损,磨损后可重新更换。

在卧式布置的省煤器的前后墙易形成烟气走廊,磨损比较严重,因此在这个部位采取防磨措施比较关键,通常采取的办法是敷设均流孔板,使烟气流速缓慢通过,能起到降低烟气流速的作用从而减轻对省煤器的磨损,我厂#1、2炉省煤器均采用此种方法,实践证明,很有实效。

另一种方法是,在省煤器的迎烟气侧点焊1200的防磨瓦,使烟气磨损此防磨瓦,从而保护了烟气对省煤器的磨损。只要定期更换防磨瓦就行了。

在省煤器的两侧弯头处通常安装防磨护帘,能起到保护省煤器的作用。但要定期检查护帘的牢固性。护帘一旦脱落,应及时使之复位,否则,省煤器的磨损会尤其严重。

5 尾部受热面出现积灰、腐蚀和磨损的处理办法

5.1尾部受热面出现积灰时应利用停炉调峰或大、小修时进行清洗,否则会影响受热面的传热效果。但冲洗时要避免受热面的低温腐蚀。如发现积灰严重时,一定要分析原因,制定对策,采取正确的防范措施来避免严重积灰现象。

5.2尾部受热面出现腐蚀现象时,应视腐蚀的轻重程度而定。省煤器管段局部腐蚀严重时,要做堵管处理。如大面积腐蚀应更换管排。同时割管送化学进行取样化验。制定相应的防范措施。

5.3尾部烟道出现磨损时,轻微磨损先进行补焊处理,然后分析磨损原因,判断是否均流孔板脱落,还是防磨瓦脱落,进行彻底恢复。安装牢固。如果是大面积磨损,而且磨损严重,需做换管处理。

6 结论

总之,在尾部受热面出现如积灰、低温腐蚀及磨损等缺陷之前,应做好预防措施,要未雨绸缪。这样既节省财力和物力,又对锅炉机组的安全、经济稳定运行大有益处。因此,我们要在实践中不断地认真研究尾部受热面容易发生的一些问题和发生这些缺陷的一些机理。从而,采取相应有效的措施进行预防和处理。

作者简介:高俊义(1969-),男,1990年毕业于沈阳电力专科学校电厂热能动力工程专业,现任佳木斯第二发电厂生技处锅炉专工兼任锅炉压力容器监察工程师。

参考文献:

【1】《电站锅炉原理》容銮恩中国电力出版社1997年

【2】《锅炉运行技术问答》华东电业管理局编中国电力出版社1997年【3】《锅炉原理》东南大学范从振水利电力出版社1995年

【4】《热力设备的腐蚀与防护》龚洵洁武汉水利电力出版社1998年【5】《锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算》岑可法科学出版社1995年

浅议飞机结构腐蚀及维护

浅议飞机结构腐蚀及维护 飞机结构腐蚀将会对飞机的安全应用产生一定的影响,因此就需要对飞机进行相应的维护工作,并且做好对飞机结构腐蚀的预防。文章通过的飞机结构腐蚀成因的介绍,详细说了飞机结构腐蚀对飞机的危害以及相应的解决办法,并且对飞机的维护工作提供一些意见参考。 标签:结构腐蚀;飞机;维修 在飞机的日常维护工作中,防雨防潮是不可缺少的重要步骤,并且也关系着飞机的稳定性,防雨防潮工作的好坏也直接决定着飞机维护的质量,同时也是飞机安全飞行的重要保证。特别是在电子技术不断发展的过程中,飞机中的各项仪器和设备都更加精密辅助,如果出现雨水和潮湿的侵蚀,将会对飞机的安全飞行造成很大的影响,因此飞机的防水防潮工作必须要积极有效的进行,这样才能够保证飞机健康的运行。 1 飞机结构腐蚀产生的原因 产生飞机结构腐蚀的原因也有多种,然而环境作用所产生飞机结构腐蚀相对较多,由于飞机结构中,大部分的零部件都是由铝、镁合金制作而成,因此飞机在制造过程中需要通过采用相应的防腐工艺来保证零部件的完整性,利用喷漆、涂层等防腐剂来提高飞机的防腐效果。 如果在空气中的水含量高于65%时,飞机的表面就会产生一种水膜,这种水膜在空气中水含量增加的同时也会逐渐的增厚,在湿度达到100%时,飞机表面就会出现冷凝水的现象。并且水分会随着飞机的长期使用而渗透到飞机的各个部件当中,如果水分无法及时的排除,在飞机的零部件与水分长期进行接触以后就会出现严重的侵蚀现象,进而产生飞机的结构腐蚀。同时,飞机在经过长期使用后,飞机中金属表面的涂层也会受到一定程度的破坏。 首先,飞机的油漆的破坏。飞机的油漆是一种高分子物,经过了外界环境的长期作用后,会出现老化变质的现象,长期使用后就会失去防腐的作用效果。而飞机的油漆是飞机构件的重要保护屏障,如果飞机的油漆出现破坏,那么飞机的零部件就会与外界环境直接接触,进而飞机的零部件与水分相互作用而出现膨胀软化等现象。同时,在进行飞机的涂漆时,还会出现严重的漆膜干燥而造成内外应力的产生,这种应力的产生也会对飞机的漆膜造成一定的破坏,飞机的漆膜保护能力就会大大的降低,而失效的快慢程度也相对有所不同。如果油漆层出现缺口,那么产生腐蚀的面积还会进一步扩大。其次,阳极化膜的破坏。飞机的外膜在经过阳极化后,抗腐蚀的能力会相应的有所提高,但是作用效果也有一定的限度。漆膜的底层中阳极化膜的厚度通常会保持在3~12μm左右,并且阳极化膜相对较薄,还存在一定的空隙,不完整处也相对较多,这是由于在合金中会出现一种不能生成氧化膜的其他金属。另外,在进行机械加工和钻孔等部分,阳极化膜也会出现损伤的现象。在水溶液中,氯离子会因为阳极化膜的破坏而直接腐蚀

耐热钢性能和耐腐蚀指标

耐热钢性能和耐腐蚀指标 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性,但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力、机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。此外,还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。 耐热钢基本信息 简介: 耐热钢(heat-resisting steels) 在高温条件下,具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 类别: 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。

用途 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢,从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600~620℃;此外,还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸 在使用范围上互有交叉,一些不锈钢兼具耐热钢特性,既可用作为不锈耐酸钢,也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素,在高温下能促使金属表面生成致密的 氧化膜,防止继续氧化,是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为2%时,强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体,但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素,能形成细小弥散的碳化物,提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体,从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时,可显著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变,晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶

飞机腐蚀常见种类及防腐措施

飞机腐蚀常见种类及防腐措施 文/朱永红(机务部质检科) 飞机在使用过程中随着日历年的增长,结构腐蚀会日见严重,所以,摆在飞机机务工程维修工作者面前的一项重要任务便是要进行飞机机体结构的防治包含了两种意思,就是即要预防又要处置已发生了的腐蚀。但是否腐蚀的预防工作仅仅是在飞机上采取一些技术手段,而与其它飞机的使用部门无关呢?进一步思考,是否仅凭借飞机制造厂在飞机交付使用前一在飞机上采取的防腐措施来抵抗日益恶化的自然环境和人造恶劣环境,等到腐蚀发生恶化以后在进行处理。答案是显然的。一是因为腐蚀的发生和发展会带来飞行安全问题,二是处理腐蚀、会带来经济成本。下面就具体分析一下造成腐蚀的物理原因、自然原因和人为原因,从而让我们大家明白,怎样做才能将腐蚀的预防,处理工作做得更好地保证飞行安全,减少维修成本,为公司创造更好经济效益。一.常见腐蚀的种类、部位及处理 腐蚀的产生主要由两种不同金属之间存在的导电介质在微电流作用下,正极金属逐渐消耗的过程。飞机的结构腐蚀大概可分为六种。

1.应力腐蚀,这种 腐蚀是结构在 拉伸或压缩应 力及腐蚀介质 共同作用下的 产物。一般出现在承受大载荷的飞机结构部位,如地板龙骨梁上、桁条,机翼前后翼梁上、下桁条等处。如99年9月B-2340飞机在GAMECO完成“3C”检时发现空调组件安装舱的隔框横梁中段有一长约100mm,宽120mm的严重腐蚀。依据SRM的要求挖掉腐蚀部位,对其进行搭接修理,喷涂防腐剂。 2.电化学腐蚀,这种腐蚀是两种不同金属相互联结在潮湿环境下形成的腐蚀。一般出现在装有卡片的螺帽及托板螺帽的结构件处。如A320/A321飞机货舱梁螺栓孔周围及整流包皮安装螺栓孔周围。 3.缝隙腐蚀——也叫浓差腐蚀,这类腐蚀是水分进入缝隙后,由于缝隙口处与位于缝隙中间及底部的水分含量不同形成电位差。在含氧量高的缝隙口处,金属就成为正极而被腐蚀。该类腐蚀一般出现在飞机的登机门门槛结构,飞机的货舱地板结构,以及飞机客舱、厨房、卫生间下部。当发现这类腐蚀,

尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修

论文 锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀 的预防和检修 关键词:受热面积灰磨损腐蚀预防处理 作者:高俊义 单位:佳木斯第二发电厂生技处 住址:黑龙江省佳木斯市前进区 时间:2003年7月

锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀 的预防和检修 高俊义 (佳木斯第二发电厂黑龙江省佳木斯市 154008) 摘要:大容量锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀时有发生,对锅炉机组的安全、经济、稳定运行产生很大影响,本文主要阐述了大容量锅炉受热面积灰、磨损和腐蚀的原因、预防措施及发生这些缺陷后的一些处理方法。 关键词:受热面积灰磨损腐蚀预防检修 The boiler suffers the prevention for of accumulating the ash, wear awaying with corrosion of hot with fix GaoJunYi Summary:Big capacity boiler tail department some for reason for suffering the safety for of accumulating the ash, wear awaying with decaying having take placing, to boiler machine set of hot, economy, stabilizing circulating producing very big influence, this text primarily discussing the big capacity boiler suffering the hot area ash, wear awaying with corrosion, prevention measure and take placing these blemishs empress handle the method. Key phrase:Suffer the hot Accumulate the ash Wear away Decay Prevention Maintain 1前言 我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主,而动力用煤质量偏劣,含灰量和含硫量等均较高,容易形成受热面的沾污、积灰、腐蚀和磨损。这将会给锅炉带来很多的问题,如积灰的清除、传热条件变差、受热面的寿命下降等问题。目前,随着锅炉容量的增大,炉内沾污、结渣、腐蚀等问题更为严重。这是由于如下众多的因素引起的:炉膛容积增大,清灰困难,烟道尺寸增大,烟速和烟温容易分布不均匀;

水冷壁管高温腐蚀的机理

1 高温腐蚀是炉内高温烟气与金属壁面相互作用的一个复杂的物理化学过程,按其机理通常可分为三大类:硫化物(FeS2、H2S)型腐蚀、焦硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。多年研究表明,水冷壁管发生高温腐蚀的区域是有规律的:通常多在燃烧高温区,即局部热负荷较高,管壁温度也较高的区域,如燃烧器区附近,其余区域的高温腐蚀明显减弱或根本不发生高温腐蚀;发生高温腐蚀的管子向火侧正面的腐蚀速度最快,管壁减薄量最大,背火侧则不发生高温腐蚀。 2 影响高温腐蚀的主要原因 2.1火焰冲墙和还原性气氛的存在是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因 对切圆燃烧锅炉,当燃烧切圆直径过大、火焰中心未形成切圆或燃烧切圆偏移时,炉内空气动力场倾斜,燃烧器区域出现火焰冲墙和还原性气氛,从而发生高温腐蚀。 2.1.1高温火焰直接冲刷水冷壁 当含有较大煤粉浓度的高温火焰直接冲刷水冷壁管时,将大大加剧高温腐蚀的发生。其一,高温辐射热可加速硫酸盐的分解,加快腐蚀速度;其二,火焰中含有未燃尽的煤粉,在水冷壁附近缺氧燃烧,产生还原性气体;其三,未燃尽的煤粉颗粒随烟气冲刷水冷壁管时,磨损将加速水冷壁管上保护膜的破坏,加快金属管壁高温腐蚀的过程。 2.1.2存在还原性气体 由于着火延迟,未燃尽的煤粉在水冷壁附近进一步燃烧时,发生化学不完全燃烧,形成缺氧区,使炉膛壁面附近处于含有还原性气体(CO、H2)和腐蚀性气体(H2S)的烟气成分之中,没有完全燃烧的游离硫和硫化物与金属管壁发生反应,引起管壁高温腐蚀。 研究表明,烟气中CO浓度越大,高温腐蚀就越严重;H2S的浓度大于0.01%时,就会对钢材产生强烈的腐蚀作用;而当含氧量大于2%时,基本上不会发生高温腐蚀[1]。 2.2燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的必要条件 燃煤中硫、碱金属及其氧化物含量越大,腐蚀性介质浓度越大,出现高温腐蚀的可能性就越大。高硫煤产生的大量H2S、SO2、SO3、原子硫[S]不仅破坏管壁的Fe2O3保护膜,还侵蚀管子表面,致使金属管壁不断减薄,最终导致爆管事故。 燃用不易引燃的无烟煤和贫煤时,因着火点温度相对较高,燃烧困难,容易产生不完全燃烧,并使火焰脱长,在金属壁面附近形成还原性气氛,增加对管壁的腐蚀性。 煤粉的颗粒越大,也就越不易燃尽,比较容易形成还原性气氛,产生高温腐蚀。同时,颗粒越大,对壁面的磨损也越严重,破坏了水冷壁管外氧化保护膜,使烟气中腐蚀介质直接与管壁金属发生反应,使腐蚀加剧。 2.3过高的水冷壁管壁温度促进了水冷壁高温腐蚀的发生 研究表明,H2S等腐蚀性介质的腐蚀性在300℃以上逐步增强,即温度每升高50℃,腐蚀程度将增加一倍。对于亚临界大型电站锅炉,燃烧器区域的水冷壁管内汽水温度约在350℃左右,烟气侧水冷壁管温度多在420℃左右,正处于金属发生强烈高温腐蚀的温度范围之内。同时,管子局部壁面温度过高,易使具有腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面,促进了管壁高温腐蚀的发生。 2.4运行因素的影响 当锅炉负荷发生变化时,若运行不当(如火嘴投停不当),就容易引起燃烧不稳定,产生还原性气氛,或造成烟气冲墙,继而发生高温腐蚀。因此,运行不当也是引起高温腐蚀的一个主要因素。 3高温腐蚀的防护措施

常见垃圾焚烧锅炉的腐蚀成因与防范对策

常见垃圾焚烧锅炉的腐蚀成因与防范对策 焚烧,是城市生活垃圾处理的三大方法之一,其关键设备——生活垃圾焚烧锅炉诞生已有100多年历史。当今,采用焚烧技术处理生活垃圾,已成为众多发达国家和地区城市最重要的垃圾处理方式。 深圳市于1988年在国内建成第一座生活垃圾焚烧厂——深圳市政环卫综合处理厂,在此基础上成功进行引进垃圾焚烧锅炉提高蒸汽参数的技术改造,实现了向垃圾发电厂职能转变;与杭州锅炉厂合作开发国产150t/d垃圾焚烧炉,实现了焚烧锅炉的国产化.改革开放以来,国内已建成深圳清水河、龙岗和珠海、温州垃圾焚烧发电厂。目前上海浦东、江桥和杭州、宁波、厦门、广州等地正在筹建城市生活垃圾焚烧处理设施,垃圾焚烧工艺越来越受到有关地区和主管部门的重视。 生活垃圾焚烧锅炉是垃圾化学能转换为热能的关键设备,其工艺过程是将生活垃圾作为固体燃料,投入焚烧锅炉内,在高温条件下,垃圾中的可燃质与空气中的氧发生剧烈化学反应,放出热量,转化为高温燃烧气体和性质稳定的固态炉渣,完成生活垃圾的减容、灭菌过程,实现无害化处理。高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽用于发电、供热,实现垃圾化学能向热能、电能的转换。生活垃圾焚烧锅炉与传统的燃煤、燃油锅炉相比较,其金属受热面因腐蚀导致事故频率要高得多,占其汽水系统事故频发率第一位。出于发电效益要求,目前垃圾焚烧锅炉工质已从低参数饱和蒸汽向中温中压过热蒸汽参数过渡。垃圾锅炉既要满足发电工质参数要求,又要避免工质过热段金属受热面超温,产生高温腐蚀现象,认真探讨垃圾锅炉腐蚀成因并研究其防范对策,对垃圾焚烧锅炉和整个电厂的安全运行,具有重要意义。 1垃圾锅炉独有的运行特征

(1)垃圾焚烧锅炉是以焚烧处理生活垃圾为目的,对生活垃圾进行焚烧,实现其减量化、无害化和余热利用的热力设备,其基本考核指标是日处理垃圾数量、焚烧后炉渣的热灼减率、余热锅炉工质参数和锅炉效率等。在额定出力范围内,锅炉蒸发量随垃圾处理量和垃圾发热量变化在一定范围内波动,锅炉蒸发量决定发电出力。垃圾焚烧锅炉热效率一般在80%以下,低于普通工业锅炉和电站锅炉。垃圾发电厂用电率一般为25%~35%,远高于普通火力发电厂。 (2)作为锅炉燃料的生活垃圾成分比较复杂,由各种不同类别固体废弃物混合构成,低位发热量较低,当前国内经济较为发达的城市一般为3350~6280kJ/kg;含水率高,一般为50%~70%;组分成分变化大,燃烧难以控制等特点。发达城市或地区的生活垃圾中橡胶、塑料所占比重较大,在焚烧过程中产生HCL、SOx等酸性气体,若不加以控制,会在锅炉金属受热面产生高温腐蚀和低温腐蚀。 (3)二恶英(Dioxin)类是垃圾焚烧过程中产生的有害物质,具有极强的致癌性。出于对该类物质排放控制要求,垃圾焚烧锅炉的运行除满足蒸汽品质外,还要求二恶英类必须在炉内充分裂解,垃圾焚烧锅炉运行还必须满足如下三T+E的燃烧工况: ①温度:Temperature炉膛烟气温度控制在850~950℃; ②时间:Time烟气在上述温度条件下停留2秒以上; ③湍流+空气:Turbulence + Excess air要求炉膛内烟气有足够的湍流强度,焚烧炉出口烟气含氧量控制在6%~12%。炉排型垃圾焚烧锅炉过剩空气系数一般为1.6~2.0,远大于普通工业锅炉与电站锅炉。 2常见的生活垃圾焚烧锅炉腐蚀成因 生活垃圾作为燃料,具有含水率高,低位发热量低,组分成分变化大等特点,在运行过程中,其特有的燃烧工况对锅炉的金属受热面产生腐蚀,主要有以下几方面原因:

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施 Cause Analysis and Protective Measues to High-temperature Corrosion On Heating Surface of Boiler 张翠青 (内蒙古达拉特发电厂,内蒙古达拉特 014000) [摘要]达拉特发电厂B&WB-1025/18.44-M型锅炉在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,根据腐蚀部位、形态和产物进行分析,锅炉受热面的腐蚀属于高温腐蚀,其原因主要与炉膛结构、煤、灰、烟气特性及运行调整有关,并提出了防范调整措施。 [关键词] 锅炉受热面;高温腐蚀;机理原因分析;防范措施

达拉特发电厂#1~#4炉是北京B&WB公司设计制造的B&WB-1025/18.4-M型亚临界自然循环固态排渣煤粉炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式。设计煤种为东胜、神木地区长焰煤。在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,两台炉腐蚀的产物、形状及部位相似。腐蚀区域水冷壁在标高16~38米之间及屏式过热器、高温过热器沿管排高度,腐蚀深度在0.4~1.0mm之间,最深处达1.7mm,腐蚀面积达500平方米左右。腐蚀给机组安全运行带来严重隐患。 1.腐蚀机理原因 1.1锅炉炉膛结构 锅炉炉膛结构设计参数见下表: 高40%多,同时上排燃烧器至屏过下边缘高度值比推荐范围的下限还低1.8米,这就导致燃烧器布置过于集中、燃烧器区域局部热负荷偏大、该区域内燃烧温度过高,实测炉膛温度达1370~1430℃。燃烧温度偏高直接导致水冷壁管壁温度过高,理论计算该区域水冷壁表面温度为452℃。大量的试验研究表明当水冷壁管壁温度大于400℃以后,就会产生明显的高温腐蚀。 1.2 煤、灰、烟气因素 蒙达公司实际燃煤是东胜、神木煤田的长焰煤和不粘结煤的混煤。:燃煤中碱性氧化物含量较高,灰中钠、钾盐类含量高,平均值达3.85%,含硫量偏高。 1.3 运行调整不当 为了分析运行调整因素对腐蚀的影响,在A、B侧水冷壁标高20、25、28米处安装了三排烟气取样点,每排三个,共18个。分析烟气成分后发现,燃用含硫量高的煤种时,由于燃烧配风调整不合理,省煤器后氧量偏大(实侧值 气体,加剧了高温腐蚀的产生与发展。 4.35%),导致燃烧过程中生成大量的SO 2 2.腐蚀类型 所取垢样中,硫酸酐及三氧化二铁的含量最高,具有融盐型腐蚀的特征,属于融盐型高温腐蚀。从近表层腐蚀产物的分析结果看,S和Fe元素含量最高,具有硫化物型腐蚀特征,说明存在较严重的硫化物型腐蚀。因此,达拉特发电厂的锅炉高温腐蚀是以融盐型腐蚀为主并有硫化物腐蚀的复合型腐蚀。 3.防止受热面高温腐蚀的措施 2.1.采用低氧燃烧技术组 由于供给锅炉燃烧室空气量的减少,因此燃烧后烟气体积减小,排烟温度下 的百分数和过量空气百分数之间降,锅炉效率提高。燃油和煤中的硫转化为SO 3 的转化明显下降。的关系是,随着过量空气百分数的降低,燃料中的硫转化为SO 3

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1.金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下,如果不同部位溶解氧气浓度不同,则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极,金属失去电子受到腐蚀;而氧气浓度较大的部位作为阴极,氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在,则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应,生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀;在阴极,由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红(亦属于吸氧腐蚀)。两极反应式如下: 阳极(氧气浓度小的部位)反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中,铁作为阳极失去电子,受腐蚀,杂质作为阴极,在其表面H+得电子被还原析出氢气。两极反应式为: 阳极:Fe = Fe2++2e- 阴极:2H++2e-= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6],则阳极附近的Fe2+进一步反应: 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) (2)宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触,置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里,由于?O(Fe2+/Fe)< ?O(Cu2+/Cu),两者构成了宏电池,铁作为阳极,失去电子受到腐蚀(属于吸氧腐蚀)。两极的电极反应式分别如下: 阳极反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- 在阴极由于有OH-生成,使c(OH-)增大,所以酚酞变红。

华电 动力工程及工程热物理

华电动力工程及工程热物理 复试内容,电厂热力设备运行。15回忆。汽轮机冲动式和反动式做功原理和结构的不同?低温腐蚀和高温腐蚀?锅炉烟气从炉膛出来到空气预热器经过哪些设备,温度范围,已经对设备运行的影响?什么是质量流量,质量流量的使用范围?什么是两相流动,造成两相流动不稳定的原因?煤水比对锅炉运行时温度压力的影响,并画出示意图?画出超临界循环的TS图,并说明循环特性?稳定燃烧的措施?300MW的汽轮机,速度变动率5%,迟缓率0.1%,求变动最大范围?什么是调频叶片,以A0型为例说明调频叶片的安全准则? 面试题目,锅炉烟气在过热器和再热器处成分有什么不同?为什么电站采用朗肯循环不用卡诺循环?有没有比卡诺循环更高效率的循环?对中国未来能源状况以及发展的看法。 只能记住这么多了,希望对大家有帮助。 我是18年考研,考的华北电力大学,动力工程专业,数学135分,传热学132分。之前在论坛看到过很多写的比较好的帖子,受益颇丰,一直想考上了把自己的经验方法分享给大家,避免大家在考研途中走弯路。主要讲下考研误区,数学学习方法等,仅供参考,切忌生搬硬套模仿。一、考研几大误区 为什么要讲这个考研误区呢,因为考研成功的原因方法各有不同,但失败的原因大致相同。 u过度消耗身体 俗话说身体是革命的本钱,一定要爱惜自己的身体。每天保持合理的作息时间,保持一定的体育锻炼。说下两个起早的例子,我从7-11月,每天都是6点起,学到晚上10点回宿舍,不过暑假保持每晚30分钟夜跑,每周游一次泳。我有个同学考北京理工的同学,从6月份到10月份,每天早上6点起,学到晚上10回宿舍,洗完澡,吃个宵夜,又从11点学到晚上1点睡觉。最后,他没考上,我考上了。也有两个考上华科的同学,完全佛系考研,从不起早,每天8:30——9点什么时候醒,什么时候起,一个上午学习时间都不超过3个小时,最后也考上了。我说这个的例子,只想和大家说两点,第一个一定要远离低质量的勤奋,不要死搬硬套模仿别人的方法,适合自己的才是最好的。能早起,而且上午的效率高就早起,要起早一次而整个上午都打瞌睡就得不偿失了;第二个一定要注意锻炼身体,考研是场持久战,千万不要因为身体原因倒在了12月。 过分依赖视频 视频是在任何时候都是辅助作用,不要看视频占据大多数时间。比如一天数学学习6个小时,看视频最好控制在2个小时以内,不要超过学科学习时间的1/3。大家有没有觉得,看视频觉得在指点江山,自己什么都懂,然而做题来漏洞百出。这就是缺乏训练,没有自己的思考,无论多简单的题,一定要自己动手算,注重基础。 资料贪多 资料我觉得买一个老师的就足够了,不要所有的都买,题在精而不在多。就拿数学而言,大部分经典题目在不同的习题集都会重复出现,前期把课本和某一本习题集研究透彻,就很厉害了。 没有计划,盲目比进度 这个是考研的大忌,很多人每天也在图书馆学习,但每天都是看到哪算哪,这就是假装考研,反正我每天也学了,最后也不管考不考得上,至少心理上有安慰了。真正想考上的,都会计划好每个月,每个星期甚至每天各个学科该做些什么,而不是看到盲目和

飞机结构的氧化腐蚀问题

飞机结构的氧化腐蚀问题 随着民航机队的不断扩大,早期引进的飞机将逐步进入老龄阶段。飞机在经历较长时期的使用后,其结构的完整性往往受到极大的影响,造成这种影响的因素有应力损伤,即结构承受的载荷所引起的损伤,除极少发生的超过结构静强度而造成的损伤以外,主要是疲劳损伤;意外损伤,例如鸟击、雷击及地面人为的撞击等;环境损伤,是由使用环境对结构的作用而引起的,表现是金属的氧化腐蚀。随着飞机使用时间的推移,结构氧化腐蚀的危害越来越突出,其对飞机结构影响和对飞机安全的威胁也愈来愈严重。氧化腐蚀属环境损伤,它和飞机使用的客观环境有着密切联系。潮湿、盐雾、工业污染等都决定了结构腐蚀的“不可预测性”,就腐蚀本身而言,其成因与现象都比较复杂。飞机有些部位腐蚀的隐蔽性,增加了飞机结构安全的隐患,腐蚀不仅给飞机安全带来严重威胁,而且也会给航空公司造成巨大经济损失。据有关资料介绍,国际民用飞机用于防氧化腐蚀的预防、控制与修理的费用要占到飞机总维修费用的一半以上。 飞机结构腐蚀的主要机理: 飞机结构的氧化腐蚀是由于与环境作用而引起的破坏与变质,由于飞机结构件大多是由铝合金与镁合金制成,所以在飞机制造过程中,采用的防氧化腐蚀工艺,主要是阳极化、涂漆、喷涂防腐蚀剂等。这种工艺主要是使基体金属与环境介质隔离,以达防氧化腐蚀目的。 当大气中的相对湿度大于65 %时,物体表面会附着一层0 .001 微米厚的水膜,相对温度越高,则水膜越厚。当相对湿度为100 %时,物体表面会产生冷凝水。水是氧化腐蚀介质的主要来源,更为严重的是如果飞机的某些部位渗入水份,而又不能及时排出;或者飞机金属基体与某些饱含水份的物质长期接触,( 如飞机机身及地板下构件与受潮的隔热棉的接触)这些水份就会对飞机产生严重的腐蚀作用。因为这些水份大多数是不纯净的,在这些水中或多或少含有各种导电离子,如氯离子、碳酸根离子等,这些导电的水溶液便是引起结构件氧化腐蚀的最主要、最普遍的环境介质。 飞机在使用过程中,随着日历期的延长,金属表面的保护层逐渐遭到破坏。首先是漆膜的破坏。油漆是高分子物,在日光、大气、雨水等长期作用下,会老化变质,表现为失光、起泡、开裂、粉化、剥落、吐锈等,失去防氧化腐蚀功能。所有的漆膜都不可能使飞机构件与环境绝对隔绝,它们对水、水汽、氧气或腐蚀性离子都有一定的渗透性,漆膜不仅能渗透水

浅谈飞机的腐蚀原因与防护措施.doc 超超

陕西航空职业技术学院毕业论文 绪论 腐蚀控制是实现飞机结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要保证。为提高飞机,尤其是特种飞机,如水上飞机、舰载机的安全使用寿命,低维护费用,保证飞行安全,必须认真研究探索飞机的腐蚀规律及腐蚀损伤机理,把传统的腐蚀控制技术与新兴的防腐手段结合起来。加强飞机制造厂、机务保障人员防腐意识教育与技能培训。改善维护手段,提高飞机的日常保养与管理能力,使飞机向“长寿命、高可靠性、良好的可检性和维修性”方向发展在以往飞机设计中,一般没有明确密封、排水、腐蚀防护等特殊要求和使用中的防腐蚀控制措施。尤其是在沿海地区使用的飞机服役环境比较恶劣。 随飞机使用寿命的增加,飞机结构中占70%以上的高强度铝合金材料腐蚀严重。且高强度铝合金所发生的腐蚀是一种局部腐蚀,在同一腐蚀环境条件下,同一架飞机上所发生的腐蚀严重程度差别较大。即使是飞机上同一部位或同一个结构件,因腐蚀的具体环境存在差异,有的地方发生腐蚀,有的不腐蚀,腐蚀坑的深度、面积差异也较大。这主要是高强度铝合金材料腐蚀的发生具有随机性和偶然性。从飞机外场维护的角度来看,外场检查中一旦发现腐蚀部位,按技术要求要马上进行防腐处理。因此很难在飞机构件上得到同一部位腐蚀坑连续扩展数据。故采用数理统计的方法,结合某型飞机大修及外场维护中得到的部分腐蚀数据进行统计处理,研究其腐蚀失效模型及腐蚀损伤规律,以提高外场腐蚀实测数据的应用可靠性。

第一章飞机的腐蚀类型 第一章飞机的主要腐蚀类型 从飞机设计和制造来看,不同金属的零部件相接触,造成不同金属之间的电位差和导电通路。而各个部件组装在一起时,缝隙会存水和脏物形成电解质。有些结构由于受力的需要又处于高应力状态形成应力腐蚀的根源。而在制造过程中,由于生产工艺不当,保护性涂层做得不好,缺乏腐蚀控制措施等等原因,都可能带来腐蚀的隐患。而在飞机使用过程中,飞行环境的恶劣,飞机表面涂层损坏,运输牲畜、海鲜等易产生强电解液体的货物都会使飞机结构产生腐蚀问题。偶然污染如水银外溢,化学品外溢,厕所、厨房污物外溢和灭火剂残留物等,也都可能造成直接或间接的腐蚀。而不恰当的飞机维修和勤务,也会使飞机面临更多的腐蚀问题。 飞机的腐蚀按其成因来分,主要可分为电化学腐蚀、表面锈蚀、应力腐蚀三大类,而电化学腐蚀是目前飞机最普遍和最严重的结构腐蚀之一。 电化学腐蚀是金属材料与电解质溶液接触时,在界面上发生有自由电子参加的广义氧化和广义还原反应,使金属元素以及晶格间的排列顺序发生改变,从而改变了原有金属的化学、物理、力学等性能。 飞机金属结构件的腐蚀大多数属于电化学腐蚀。飞机的结构腐蚀如果不能得到有效的预防和控制,会造成结构修理工作量加大、修理周期延长、结构件大面积的加强和更换,由此导致很大的直接和间接经济损失,并造成飞机自身的不安全隐患。 1.1腐蚀原因分析 1.1.1潮湿空气腐蚀环境 潮湿空气是造成飞机结构腐蚀的重要因素之一。潮湿空气与地理环境是紧密相连的,我国地理环境和气候条件十分复杂,受季风影响明显,全国大部地区都处在温暖而潮湿的东南季风和西南季风控制下,暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高,相对湿度和降雨量大。这些都是我国各机场的飞机腐蚀问题较为严重的一个非常重要的原因。 1.1.2海洋大气腐蚀环境 海洋大气的特点是湿度高、含盐量高,也就是说含有大量的氯离子。这些氯

过热器高温腐蚀机理分析-赵梦瑾

过热器高温腐蚀机理分析 赵梦瑾 摘要:介绍了锅炉过热器高温硫腐蚀和水蒸汽氧化腐蚀的过程机理,分析导致腐蚀不断进行的主要因素,并提出防治措施,促进锅炉安全经济运行。 1 前言 过热器用于回收烟气中的热量,提高锅炉效率。炉膛出口烟气温度比较高,为1000~1100℃,经过过热器后温度降至700~800℃。过热器在锅炉受压部件中承受的温度最高。高温硫腐蚀和水蒸汽氧化腐蚀是过热器管两种主要腐蚀形式,其中外壁高温硫腐蚀已受到较多关注。近年来由水蒸气氧化腐蚀而引发爆管以及剥落下来的坚硬氧化皮微粒造成的汽轮机固体颗粒侵蚀的事故日益突出,水蒸汽氧化腐蚀问题也越来越引起重视。 2 高温硫腐蚀 2.1 机理 高温积灰所生成的内灰层含有较多的碱金属,这些碱金属与飞灰中的铁铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫进行较长时间的化学作用便生成碱金属的硫酸盐等复合物,复合硫酸盐附着在管壁上,对管子金属进行氧化腐蚀。在腐蚀发生过程中,从机理上讲主要会有如下几种反应发生[1]: (1)在燃烧过程中,FeS2及有机硫化物与氧发生反应; 4FeS2 +11O2→2Fe2O3+8SO2 RS(有机硫化物)+ O2→SO2 2SO2+ O2→2SO3 (2)在高温条件下,煤中钠和钾被氧化成Na2O和K2O; (3)Na2O和K2O与烟气中或沉积在管壁上的SO3发生反应生成碱性硫酸盐; Na2O+ SO3→Na2SO4 K2O+ SO3→K2SO4 (4)碱性硫酸盐、氧化铁与SO3反应形成复合硫酸盐; 3Na2SO4+Fe2O3+ 3SO3→2Na3Fe(SO4)3 3K2SO4+Fe2O3+ 3SO3→2K3Fe(SO4)3 (5)在高温条件下,处于熔融状态的复合硫酸盐与管子金属发生下列反应。 4Na3Fe(SO4)3 +12Fe→3FeS+ 3Fe3O4 +2Fe2O3 +6Na2SO4+ 3SO2 4K3Fe(SO4)3 +12Fe→3FeS+ 3Fe3O4 +2Fe2O3 +6K2SO4+ 3SO2 这些复合硫酸盐在550~750℃范围内以熔化状态贴附在管壁上,并随着烟气的流动而被带走,造成管壁表面粗糙,而后面新生成的硫酸盐就越易在这些粗糙表面优先附着,又会重复上述的腐蚀反应。这是一个恶性循环过程,周而复始,随着腐蚀的进行,管壁就会被逐渐蚕食。当被侵蚀的金

锅炉尾部受热面低温腐蚀分析及预防

锅炉尾部受热面低温露点腐蚀分析及预防 徐州天能姚庄煤矸石热电有限公司孙乐场 [摘要] 借徐州天能姚庄热电公司锅炉尾部受热面腐蚀一事,分析了烟气中SO3的形成和硫酸蒸汽的凝结是工业锅炉运行时低温段受热面管道腐蚀发生的根本原因。介绍了低温受热面管道的腐蚀过程,并对降低腐蚀提出了可行的预防措施 [关键词] 省煤器空预器腐蚀露点措施 0引言 响应节能减排、资源综合利用号召,徐州天能姚庄热电公司3台SHF20-2.45/400-SⅡ型燃煤锅炉技改为SHS20-2.45/400-QJ型燃焦炉煤气锅炉。运行一年后,3台炉空预器、省煤器出现不同程度的损坏。经检查分析省煤器、空气预热器的损坏,低温露点腐蚀是主要原因,在受热面的温度低于烟气的露点时,烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上,严重地腐蚀受热面。 1低温腐蚀机理 1.1三氧化硫及硫酸的生成 焦炉煤气中含有硫,硫与空气中的氧气作用生成SO2,在炉膛内SO2继续被氧化,生成SO3,SO3与水蒸气结合生成硫酸蒸气的概率很大,硫酸蒸气将在温度比较低的空气预热器上凝结。硫酸浓度为零时,纯水沸点为45.45℃,随浓度增高,沸点也随之升高。烟气中只要含有少量硫酸蒸气,就会使露点大大超过纯水的露点;当硫酸蒸气的浓度为10%时,露点可达190℃左右。尽管烟气中硫酸蒸气的浓度很低,凝结下来的液体中的硫酸浓度却可以很高。因此,必须严格控制烟气中SO3含量,即控制燃料中的硫含量。 1.2 三氧化硫的生成及转化率的确定 烟气中三氧化硫生成的机理极其复杂。一般以为一部分是在工艺生产过程中产生的,一部分是在尾部烟道中产生的。 在工艺生产过程中,主要是原子氧的作用而生成三氧化硫,而原子氧主要是在燃烧反应中形成的。如: CO+O2→CO2+O H+O2→OH+O

耐热钢性能和耐热腐蚀指标

耐热钢性能和耐腐蚀指标 耐热钢基本信息

镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体,但损害了耐热钢的抗氧化性。 钒、钛、铌是强碳化物形成元素,能形成细小弥散的碳化物,提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。 碳、氮可扩大和稳定奥氏体,从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时,可显著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。 硼、稀土均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变,晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移,从而提高钢的高温强度;稀土元素能显著提高钢的抗氧化性,改善热塑性。 耐热钢分类 珠光体钢 马氏体钢 含铬量一般为7~13%,在650℃以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力,但焊接性较差。含铬12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV,1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo 等也属于马氏体耐热钢。 铁素体钢 含有较多的铬、铝、硅等元素,形成单相铁素体组织,有良好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大,焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。 奥氏体钢 含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素,在 600℃以上时,有较好的高温强度和组织稳定性,焊接性能良好。通常用作在 600℃以上工作的热强材料。 典型钢种有1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2,2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。 耐热钢生产工艺 冶炼耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和

飞机上常用合金材料及其腐蚀防护

飞机上常用合金材料及其腐蚀防护 【摘要】 本论文主要阐述了新型合金材料在飞机结构上的应用及其腐蚀防护系统,首先从新型合金材料及其在飞机结构中的应用开始,主要介绍了铝合金、镁合金、钛合金和超高强度钢;其次详细介绍了飞机的使用环境对主要结构部位的腐蚀特性;最后引申到几种常见合金材料的腐蚀与腐蚀防护。 关键词:常用合金材料、铝合金、镁合金、钛合金、超高强度钢、飞行环境、腐蚀、防护

目录 绪论 (3) 1.常用合金材料及其在飞机结构中的应用 (4) 1.1铝合金 (4) 1.1.1硬铝合金 (4) 1.1.2超硬铝合金 (4) 1.1.3锻铝合金 (4) 1.1.4防锈铝合金 (5) 1.1.5高纯高韧铝合金 (5) 1.1.6铝锂合金 (6) 1.2.镁合金 (6) 1.3钛合金 (6) 1.4超高强度钢 (7) 2.飞机的使用环境对主要结构部位的腐蚀特性 (9) 2.1飞机的使用环境概述 (9) 2.1.1环境因素复杂 (9) 2.1.2环境因素是随机变量 (9) 2.2飞机主要结构部位的腐蚀特性 (9) 2.2.1机身部分 (9) 2.2.2机翼部分 (10) 2.2.3尾翼部分 (10) 2.2.4起落架部分 (10) 2.2.5发动机区域 (11) 2.2.6发动机主要部件 (11) 3.新型合金材料的腐蚀防护 (13) 3.1铝合金的腐蚀防护 (13) 3.1.1常用铝合金的腐蚀特性 (13) 3.1.2常用铝合金的防护系统 (13) 3.2镁合金的腐蚀防护 (14) 3.2.1常用镁合金的腐蚀特性 (14) 3.2.2常用镁合金的防护系统 (14) 3.3钛合金的腐蚀防护 (15) 3.3.1常用钛合金的腐蚀特性 (15) 3.3.2钛合金的表面防护系统 (15) 3.4超高强度钢的腐蚀防护 (15) 3.4.1常用超高强度钢的腐蚀特性 (15) 3.4.2超高强度钢的表面防护系统 (16) 结束语 (17) 谢辞 (18) 文献 (19)

一电化学腐蚀原理

一电化学腐蚀原理 1.腐蚀电池(原电池或微电池) 金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化,所释放的电子完全为氧化剂消耗,构成一个自发的短路电池,这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三(或二)类: 微电池示意图 (1)不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。 例如:在铜板上有一铁铆钉,其形成的腐蚀电池如图10—7所示。 铁作阳极(负极)发生金属的氧化反应: Fe → Fe2+ + 2e-;(Fe → Fe2+ + 2e)=-0.447V. 阴极(正极)铜上可能有如下两种还原反应: (a)(a)在空气中氧分压=21 kPa 时:O2+4H++4e- →2H2O; ( O2+4H++4e- →2H2O )=1.229 V , (b) 没有氧气时,发生2H+ + 2e-→ H2;(2H+ + 2e-→ H2)=0V, 有氧气存在的电池电动势E1=1.229-(-0.447)=1.676V; 没有氧气存在时,电池的电动势E2=0-(-0.447)=0.447V。可见吸氧腐蚀更容易发生,当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起,相当于电池的外电路短接,于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。 Fe氧化成Fe2+进入溶液,多余的电子转向铜极上,在铜极上O2与H+发生还原反应,消耗电子,并且消耗了H+,使溶液的pH值增大。 在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2,接着又被空气中氧继续氧化,即: Fe2+ + 2OH-→ Fe(OH)24Fe(OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3

腐蚀机理

在油田的开采过程中,套管的腐蚀是必然的。套管腐蚀是指原油中含有硫、CO:及地层水中和注入水中含有的各种腐蚀性物质与套管中Fe或FeZ+发生应而腐蚀管体,或在高温、高压、高速旋转等多相环境下的腐蚀问题,造成井管柱的严重腐蚀破坏,导致油套管的穿孔和断裂。 1.4.1CO2的腐蚀 (1)CO2腐蚀机理 由于地层中的地质化学过程、采出水中的HOC:,一减压升温分解、或为提高采率而注入C0:气体等原因,而导致油田采出水中含有COZ。溶解在水中的COZ与反应生成碳酸,碳酸可进一步电离出+H: CO2+H2O一H,CO:、 H:CO;一H++HCO。- (1一1) (1一2) 第一章前言 HCO3-一H++CO32一(l一3) 而产生氢去极化腐蚀,其腐蚀反应为: 阳极:Fe一FeZ++Ze(1一4) 阴极:H‘+e一H(1一5) ZH一H:(1一6) 总反应为:Fe+HZCO:,一FeCO:,+HZ(1一7) 由于碳酸的二级电离非常微弱,甚至可忽略不计,所以可以认为溶液中的碳 酸是以+H和HC仇一形式存在的,因此反应产物中大多数物质不是FCeO。而是 e(HCO:,)2。 Fe(HCO办2在高温下不稳定,发生分解: Fe(HCO3)2一FeCO:,+H:O+COZ 腐蚀产生的碳酸盐在钢铁表面不同区域之间形成了自催化作用很强的腐蚀 偶,加快金属的腐蚀。 CO:的腐蚀程度取决于温度、压力、C0:含量、水的pH值、水的组分、沉淀 类型和流动条件,其主要影响因素是C02在水中的含量【‘6’。低硫油井或凝析气 中,局部腐蚀要比均匀腐蚀严重得多,特别是C02分压升高到0.IMPa时,碳钢 坑蚀更严重,局部腐蚀出大小不同形状各异的腐蚀疤和沟槽;腐蚀穿透率也很 , 一般可达到10mm/a。COZ腐蚀产物为FeCO:,,含量高时呈灰白色,而且比较硬, 酸起泡。 (2)CO:腐蚀的特征 在产生COZ腐蚀时,金属破坏的基本特征是局部腐蚀,但均匀腐蚀现象也很常 见。均匀腐蚀的腐蚀速率主要由CO:的分压、温度、腐蚀产物的保护性、电解质 液的成分和材料决定,而在局部腐蚀时,除上述因素外,流速、某些化学组分(如 O:和H多)的存在、残余应力等都对其有影响。由此可以看出,COZ腐蚀的影响因 很多,其中COZ分压、流速、pH值、温度和保护膜、溶液成分、材料成分等都 影响腐蚀的非常重要的因素。国内外很多学者“了,进行了大量的研究,其目的在 通过综合考虑各个方面的因素,制订出腐蚀速率预测模型,找到最切合实际的 防止COZ腐蚀的方法。 (3)COZ腐蚀的危害

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