熱力供暖鍋爐的火焰溫度一般在1200℃左右,溫度可達1650℃;
在1200℃的高溫氣相環(huán)境中,高溫水蒸氣都具有強氧化性;高溫氧氣及其他常溫便具有氧化性的單質(zhì)或化合物氧化性成幾何倍數(shù)提升;
當高溫氧化物與金屬介質(zhì)接觸時便會發(fā)生氧化反應形成金屬氧化物;
特別是:當氧化介質(zhì)為O2、CO2、SOx時,O、C、S元素的滲入會改變原有鋼鐵的晶相(鋼鐵在煉鋼時脫S、脫O、脫C、脫P是決定鋼鐵質(zhì)量的重要工藝之一),晶相改變會帶來鋼鐵“材質(zhì)分層”,氧化層呈片狀剝離。當有較大溫度波動時,氧化層與原質(zhì)層因熱膨脹系數(shù)的差異而加速剝離,為氧化反應的進一步進行創(chuàng)造了條件。
產(chǎn)生腐蝕的原因:
①高溫冷凝腐蝕
1.一般供暖面積規(guī)模較小的熱力供暖鍋爐供回水溫度為:供水95℃/70℃,回水80℃/60℃;供暖面積規(guī)模較大的供回水溫度為:150℃/110℃,回水80℃/70℃。
2.很多供熱站因供暖面積等因素影響,并不能保證鍋爐的正常供回水溫度,在大多情況下會選擇中低溫供熱運行。
3.熱力供暖站會通過調(diào)節(jié)燃料進入量來控制爐膛溫度以實現(xiàn)供水溫度的變化。從節(jié)能及用戶采暖舒適度出發(fā),在用熱高峰期供水溫度較高,在用熱低谷期供水溫度較低。研究表明當煙氣中含有0.02%的硫化物,煙氣的露點即可降到170℃左右,含硫量越大煙氣露點越高,越容易出現(xiàn)酸液的冷凝。這就是水冷壁高溫冷凝腐蝕的主要原因。
特別是:當有氧化皮時,就會出現(xiàn):氧化皮+酸液+原鋼的原電池結(jié)構(gòu)形成更為嚴重的電化學腐蝕,此種腐蝕外觀表象多為點蝕、坑蝕,如不及時維修處理將會導致水冷壁穿孔甚至爆管。
解決方法:借助耐高溫、化學惰性、低表面能(荷葉效應冷凝液呈珠狀滾落)的涂層進行封閉、隔絕腐蝕物的滲透及接觸。
②常溫冷凝、酸露點腐蝕
1.此腐蝕狀況發(fā)生在停爐保養(yǎng)期間;
2.鍋爐在運行時燃料燃燒會產(chǎn)生大量H2O;
3.當鍋爐停爐時,因鍋爐爐膛溫度急劇下降,鍋爐水冷壁及爐墻上會出現(xiàn)大量冷凝液(俗稱出汗)
4.這些冷凝液富含酸及其他活潑離子,具有強腐蝕性。
特別是:水在氣化冷凝后,水質(zhì)純凈,緩沖性?。ň拖窀赏傅暮>d),酸性或堿性物質(zhì)溶入后沒有其它離子中和、化合,其酸堿性體現(xiàn)得更明顯,腐蝕性也更強。同樣,鋼制管道、爐墻在高溫下釋放加工成型時的應力,原鋼管表層的含結(jié)晶水的氧化化合物分解脫水收縮,因此此時的鋼制品更易被侵入、腐蝕。
解決方法:不可能在停爐后還未降溫的情況下進行涂膜防護,也不能用抽排風的形式*解決冷凝腐蝕,可依靠耐熱振(溫度頻繁變化)的耐高溫涂料同時解決高、低溫的腐蝕問題。
熱力供暖鍋爐防腐抗氧化的難點(重點)
難點源自鍋爐使用的特定工況
a) 鍋爐工作時爐膛環(huán)境高,火焰溫度可達1200—1650℃;
b) 受供暖時段、供暖面積等因素的影響,爐膛溫度場會頻繁變化或處于非正常(偏離鍋爐設(shè)計值)狀態(tài)運行;
c) 燃料源不同,燃料所含腐蝕元素不同,煙氣、冷凝液的腐蝕原理及強弱度也不同;
d) 燃煤鍋爐還應考慮煤粉、煙塵的沖刷,如爐膛噴氨水脫硝則還應考慮氨腐蝕、硫腐蝕;
e) 采暖鍋爐屬于季節(jié)性間歇型鍋爐,因此既有高溫防護又有常溫防護的要求;
f) 防護措施必須保障甚至提高鍋爐的熱效率;
g) 如果,防護的同時提高鍋爐燃料、溫控區(qū)域的適應性那就更佳。
優(yōu)秀的防腐、防高溫氧化、節(jié)能材料應具備的特性
A. 材料應耐明火沖刷、可長期在700-1200℃高溫下使用(水冷壁溫度不高于700℃);
B. 材料應具有良好的抗熱震性能,頻繁溫度突變下不開裂不脫落;
C. 材料應具有可靠的惰性,不與被保護物、也不與常見腐蝕源反應,耐酸、耐堿、耐有機小分子、耐鹵素離子腐蝕;
D. 材料應具有耐磨蝕性,耐高低溫硫、耐高低溫氨腐蝕;
E. 材料不僅在高溫下具有良好的防腐、防氧化性能,而且還應具有良好的常溫耐腐蝕性能;
F. 材料具有薄涂特性不影響換熱設(shè)備的換熱;
G. 材料應具有較高的遠紅外輻射(吸收)系數(shù),可有效均衡爐膛溫度,促進燃料充分燃燒,同時提高爐管對熱量的換熱效率。
水冷壁推薦ZS-1021供暖鍋爐防腐節(jié)能防結(jié)焦材料|油漆的理由
l 涂層可長期在≤1200℃環(huán)境使用,耐明火沖刷;
l 涂層在瞬間溫變300℃環(huán)境不開裂不脫落,具有良好抗熱震性;
l 涂層涂膜致密具有良好的封閉性及耐介質(zhì)腐蝕性,有機—無機IPN技術(shù)螯合的耐高溫樹脂固化后呈化學惰性,耐酸、耐堿、耐有機物小分子、耐鹵素離子腐蝕;
l 涂層成膜物為有機-無機螯合樹脂既有有機物的韌性抗沖擊磨蝕性能,又有無機物的高硬度抗滑動摩擦性能,片狀惰性功能顏填料成膜時呈魚鱗狀層疊,對硫、氨等物質(zhì)具有抗?jié)B防腐性;
l 涂層具有與鋼鐵同一數(shù)量級的線膨脹系數(shù),高低溫狀態(tài)下漆膜功能及密封度并無變化,涂層能抗住氣體滲透更能抗住低溫液體滲透,另涂層表面能低,凝露在涂層表面會呈珠狀滾落各項性能綜合為涂層具有良好的低溫(常溫)抗腐蝕性;
l 涂層厚度僅為0.3mm,且顏填料多為具有在150-1200℃范圍紅外輻射系數(shù)>0.86的黑體,因此不但不會影響設(shè)備換熱,更能促進鍋爐爐膛溫度的均衡,促使燃料充分燃燒,提升鍋爐系統(tǒng)的熱交換效率;
l 其他鍋爐應用所應具備的如附著力、成膜性等基本性能供暖鍋爐防腐節(jié)能防結(jié)焦材料|油漆。
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l 涂層可長期在≤750℃環(huán)境使用,可短時耐明火沖刷;
l 涂層為石墨鱗片涂料,具有化學惰性,耐酸耐堿,耐硫腐蝕;
l 石墨鱗片涂料,成膜時鱗片層疊形成超多層迷宮,延遲腐蝕介質(zhì)的滲入,具有強抗?jié)B性;
l 石墨鱗片涂料,具有導靜電功能,可釋放鍋爐運行中的靜電(此功能對燃氣鍋爐尤為重要),同時也能平衡電位防止出現(xiàn)電化學腐蝕;
l ZS-1042脫硫?qū)S梅栏苛暇哂泻裢啃郧抑旅軋杂玻?/span>
l 其他涂層應具備的基礎(chǔ)性能。
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