摘 要：本文对一起立式锅炉冲天管腐蚀泄漏案例进行分析，提出立式锅炉冲天管发生坑蚀泄漏的原因及处理措施。

关键词：锅炉冲天管 腐性产物 坑蚀泄漏 原因分析

1 概述

我市某个服装企业，安装一台LSC0.5-0.4-AⅢ型蒸汽锅炉，新设备投运后，在2007年锅炉定期检验中对锅炉冲天管进行检查时发现水位线附近一周局部有腐蚀现象，腐蚀程度根据《锅炉定期检验规则》的规定可不处理，检验员也提出了相关的防腐建议。但在2008年2月该立式锅炉冲天管腐蚀区域发生泄漏。腐蚀速度之快、腐蚀如此严重，令人吃惊，锅炉被迫停运报废。为查明锅炉腐蚀原因，防止类似的问题再度发生，本文特对此情况进行系统分析研究。

2 情况调查及相关分析

2.1锅炉结构及相关内容

该锅炉结构是立式横水管双层炉排，手工操作。烟气走向是：燃料在横水管上燃烧后产生的高温烟气向下流动，经两侧烟道进入上部烟室，最后经冲天管排入烟囱。由图1可见，锅炉的热负荷及火侧温度分布大致可分为二个区域:I一高温区，11一次高温区。因为立式锅炉受热面积少，烟气流经距离短，传热效果差，热效率较低，所以次高温区排烟温度一般高达300℃以上。

图1

按照锅炉结构，汽水分界线在冲天管上，冲天管也是受热面，汽水分界线以下与水传热，汽水分界线以上与蒸汽传热，而水和蒸汽传热系数的差异，造成了冲天管汽水分界线区域工况很差。炉水为自然循环，一旦炉水水质不好，锅炉易遭受腐蚀的部位首先是冲天管汽水交接面处，而且它们产生汽水机械繁杂运动，金属表面易受损伤，加剧冲天管汽水交接面处发生严重腐蚀。

2.2锅炉腐蚀的部位及形状特征

从检验情况看，腐蚀主要发生在冲天管汽水交接面处宽约280mm一周处。冲天管直径380mm，壁厚l0mm，腐蚀面积1193×280mm2，平均深处达6mm，局部腐蚀泄漏。腐蚀的部位集中、密集，有选择性，而且有一定的腐蚀强度。坑的形状也具特征:边沿没有棱角，内表面不平整，中间深周边浅，中间到边缘的腐蚀呈现阶梯形漫延，故此我们把这种腐蚀暂称为“坑蚀泄漏”。

2.3采集样品的试验结果及分析

2.3.1水垢、水样试验结果及分析

锅炉使用的为井水，未经任何水处理，为负硬度水质，结有水垢，平均厚度为2mm。经过水质化验证实，井水未经任何处理并且受到周围地表水的中度污染，所以导致锅炉结垢和腐蚀。

表1 水样分析化验的结果

我们分析认为，锅炉结垢不属于这台炉腐蚀的主因，而含盐量高具有与铁起反应加剧已存有的腐蚀作用。

2.3.2炉水腐蚀性试验及分析

试验所用的炉水样是我们在试验室内用表一给水模拟现场缩浓制备的，主要成分含量:总碱度16.04mmol/L；酚酞碱度6.92mmo1/L；pH(电极)9；CI－—1860mg/L；S042－－346.9mg/L。在水温95℃左右时，悬挂金属试片进行腐蚀现象观察。40分钟之内试片有密集点蚀进成，腐蚀产物显灰绿色(FeCI2或FeSO4)，60分钟后腐蚀面积扩大，腐蚀产物表面凸起，表面出现锈黄色(Fe(OH)3)薄膜和絮状物沉淀。这要与锅炉的结构和炉水循环的水质特点，以及腐蚀的部位特征相联系。

2.3.3腐性产物宏观检验及分析

我们使用10倍的放大镜仔细观察了“坑蚀泄漏”上腐蚀产物宏观特征：其表面颜色均为黑褐色，质地坚硬成块，断面形状随金属表面形态各异。据此我们认为黑色物和棕红色物分别是磁性氧化铁(Fe3O4)和磁性氧化铁红(Fe203)。

由此说明该炉腐蚀的部位是被坚硬、多孔、有分层的磁性氧化铁腐蚀产物所覆盖，并形成了局部浓缩性腐蚀，这与前面所叙述的有关内容结合起来分析，条件具备完全是有可能发生。我们只有系统的综合考虑才能找到正确答案，以便我们采取有效的防腐措施。

3 综合分析

锅炉的运行腐蚀问题影响因素较多，为了弄清问题实质，并结合锅炉的全面情况系统的分析推断，认为这台锅炉“坑蚀泄漏”的最主要影响因素应是锅炉温度。这就使得该部位蒸发面上水的蒸发状态极易由泡状沸腾转变成不稳定的膜沸腾而且相互交变进行，使水汽交接面的金属表面发生温差应力集中，从而导致局部金属保护膜破裂(损)，继而引发一系列的腐蚀问题发生。

根据锅炉以往的情况我们分析认为，该炉初期的腐蚀很可能是局部高温水汽腐蚀：3Fe+4H2O=Fe3O4十2H2。由于这种腐蚀速度快，形成的腐蚀产物Fe3O4能迅速修复破裂(损)的保护膜，抑制腐蚀继续。炉水则从含有多孔的Fe3O4层渗人内部直至接触金属，真正引发了水汽腐蚀和多孔磁性氧化铁层下的浓缩性腐蚀累加。

通过我们对锅炉最终状况和腐蚀产物的宏观检验等情况分析，认为该炉腐蚀主要是局部多孔磁性氧化铁腐蚀产物覆盖层下的浓缩性腐蚀起主导作用。所以我们不能低估了温度所起的不利作用。

4 结论

锅炉的“坑蚀泄漏”原因是由于温度的剧烈波动，造成锅炉受热面局部产生温差应力集中，加之炉水含盐量高(含有腐蚀性盐类)，促使锅炉冲天管水侧金属表面保护膜破裂，最终形成了累加的局部多孔性磁性氧化铁腐蚀产物覆盖层下的浓缩性腐蚀。

5 建议

虽然锅炉由于结构原因使冲天管存在温差应力，但是我们可以加强使用管理，消除腐蚀发生的使用因素来避免腐蚀的发生。

5.1合理安排生产任务，稳定负荷，减少锅炉冲天管处汽水分界线的波动幅度，降低温度的变化程度，达到减弱温差应力的目的。

5.2采用合适的水质处理方法，对于不符合GB1576规定的锅炉给水，应进行预处理，提高给水品质。

5.3规范锅炉操作行为，定期做好锅炉排污工作，减少炉水含盐量，降低腐蚀介质的作用。