低温受热面腐蚀种类、机理及石墨鳞片防腐涂料
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低温受热面腐蚀的主要原因是含二氧化硫、三氧化硫、氧化氮的烟气结露形成酸溶液。烟气中水汽本身的结露温度(水露点)是很低的一般约在30℃~60℃,但烟气中只要有0.005%的三氧化硫,烟气结露温度(酸露点)即可高达150℃以上。烟气在露点温度以下引起的腐蚀通常称为低温腐蚀,腐蚀机理主要包括酸水形成的化学腐蚀、氯离子点蚀、硫化物腐蚀、晶间腐蚀、垢下腐蚀、渗氢腐蚀等等。加速设备腐蚀破坏的主要是电化学腐蚀,其中最为关键的就是“小阳极大阴极”现象引起的腐蚀。
蚀核的形成
钝化膜破坏理论认为,当电极阳极极化时,钝化膜中的电场强度增加,吸附在钝化膜表面上的腐蚀阴离子(Cl-)因其半径小,在电场作用下进入钝化膜,使钝化膜局部成为强烈的感应离子导体,钝化膜在该点出现高的电流密度并使阳离子杂乱移动成活跃起来。当钝化膜-溶液界面的电场强度达到某一临界值Eb时,就会导致蚀孔成核。
而吸附膜理论认为,蚀孔的形成是阴离子与氧原子竞争吸附的结果。氧原子在表面吸附导致金属表面钝化,当E>Eb时,CL-在某些点竞争吸附强烈而取代氧原子,该处钝化膜破坏,蚀孔在该处成核。
闭塞电池
由于蚀孔口腐蚀产物的塞积、缝隙及裂纹等情况产生了局部不同于整体的化学、电化学反应环境,在蚀孔内形成闭塞电池。
A、蚀孔外表面电极反应
阳极反应:M→Mn+ +ne 逐渐减弱
阴极反应:1/2O2+H2O+2e→2OH- 逐渐加强
总极化:阴极反应电流大于阳极,蚀孔外表面发生阴极极化。
B、蚀孔内表面电极反应
阳极反应:M→Mn+ +ne 逐渐加强
阴极反应:1/2O2+H2O+2e→2OH- 逐渐减弱
2H++2e→ H2 逐渐加强
总极化:阳极反应电流大于阴极,蚀孔内表面发生阳极极化。
C、孔内形成的金属盐水解
Mn++nH2O→M(OH)n+nH+
孔内溶液[H+]增加,PH值降低,使蚀孔内金属处于HCl介质中,即处于活化溶液状态。孔内外形成了活化-钝化腐蚀电池,蚀坑发展并且以自催化的形式加速发展。
形成点蚀以后,由于阳极面积很小,也蚀孔外的阴极面积相对很大,这样就产生了典型的“小阳极大阴极”现象,阳极电流密度加大,造成腐蚀加速。
低温腐蚀的设备
低温腐蚀是发生在锅炉尾部受热面(省煤器、空预器)的硫酸腐蚀,因为尾部受热面区段的烟气和管壁温度较低,所以称为低温腐蚀。低温腐蚀常发生在空预器上,但是省煤器管也有可能发生低温腐蚀。锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器)的硫酸腐蚀,因为尾部受热面区域的烟气和管壁温度较低。
另外,烟气处理系统中的烟道烟囱、除尘器、引风机、再热器等设备主要也是低温腐蚀破坏。主要是考虑硫腐蚀,而垃圾焚烧发电烟气成分复杂、腐蚀机理也更复杂,通常都是多种腐蚀介质相互引发、相互促进,加速腐蚀进程。
低温腐蚀设备防腐选型
对于除尘器、脱硫塔、脱硫后烟道、烟囱、烟道风机、GGH等设备因低温腐蚀造成的破坏现象,可以采用ZS-1041烟气防腐涂料,ZS-1034耐酸碱防腐涂料、ZS-1033耐氢氟酸防腐涂料等等。详情可以咨询唐工。