李彬 曲金亮 黑旭东
山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东德州 253000
摘要：受水蒸气、烟气等多种因素的影响，锅炉在使用过程中不可避免的受到腐蚀。同时锅炉又属于破坏力极大的危险设备，一旦发生爆破会造成严重的伤亡，因此对于锅炉的健康检测尤为重要。本文着眼于蒸汽锅炉的腐蚀现象，分析引起锅炉受到腐蚀的主要原因，腐蚀种类以及易受腐蚀的关键设备，并对防范锅炉腐蚀提出若干建议，希望能为防止锅炉腐蚀起到理论和实际的建议。
关键词：锅炉腐蚀、腐蚀防范、腐蚀原因；
1、绪论
锅炉是通过各种燃料、能源将锅炉内所装液体进行加热到设定的参数，并将产生的热能进行输出的设备，且锅炉容积至少达30L，出水水压应大于等于0.1 MPa，额定功率大于等于0.1MW。
自上世纪工业革命，瓦特发明蒸汽机以来，蒸汽作为重要能源推动着人类社会发展，后来，蒸汽锅炉慢慢进入人类视野。随着人类社会发展，锅炉被广泛应用于各个领域，在火力发电领域，先进锅炉设备带动发电机产生电力供工业及日常居民使用；在运输领域，船舶受锅炉产生的驱动动力进行运转；在居民日常生活领域，人们使用锅炉产生的动力进行取暖、食品加工等；在军事领域也受益于锅炉产生的动力。总而言之，锅炉为国民经济发展、人民生活水平的提高做出重要贡献，锅炉以成为推动社会经济、文明发展的重要设备。
2 锅炉的工作条件及特点
2.1锅炉的工作特点
（1）爆炸危险性及其破坏力相当大
锅炉炉体内具有典型的密闭、高温高压特点，因此当锅炉发生爆炸时产生的威力十分巨大，对周围环境和人员的人身安全产生的破坏性极大。锅炉爆破的瞬间，炉体内密闭空间的压力陡然降低，露体内的高温液体依靠自身的潜热在极短时间内汽化，在短时间内液体的飞速膨胀，从而造成巨大冲击波，进而转化成相当大的能量，对周围建筑物、人身安全造成不可限量的危害和损失。
（2）工作条件极其恶劣、易损毁
锅炉常年是在高温高压、密闭的环境下工作，相比于其他机械设备，工作环境着实恶劣。锅炉表面要长时间遭受水蒸气、火、灰尘泥沙能环境，长久以来，表面会受到一定的腐蚀。飞灰会使得锅炉表面磨损，持久下去就会表面厚度不均，受热不一；锅炉内部会受到强压力，由于热胀冷缩和实际工作温度不一致，不同受压元件还有可能受到一定的附加力，这种附加力会随着符合和燃烧的变化而变化，久而久之，会使得不少受压器件产生疲劳磨损；当受热面缺水、结水柜或者水循环破坏时，会使依靠其内部循环流动的水汽来冷却的受热面传热发生恶化，造成高温区受热面变形、鼓包、裂纹。
（3）要求连续工作
工业级锅炉一般会要求锅炉长时间处于工作状态，有些机械设备运转状态有偏差时可以停止对设备进行检查，而锅炉设备必须要求在长时间内保持运转状态，突然停止很有可能对整个企业或者大范围区域造成严重影响。
3 锅炉用钢的性能要求及选材
（1）较高的强度
因锅炉长期工作在高温环境下，因此制造锅炉所采用的钢材需要满足一定的强度和硬度，这样才能保证锅炉在同时收到高温和高压时仍能保持稳定的工作状态。
（2）良好的塑性
在锅炉制造过程中，锅炉诸多原件是经过冷处理之后塑造成型的，例如锅炉筒及锅炉管道的塑形就是通过冷处理后制造而成。这就要求锅炉制造的钢材需要良好的延伸性以便加工塑形为锅炉所需形状。同时锅炉运行过程中受热也会使得锅炉有一定程度的变形，所以综上来说制作锅炉所需的钢材不仅需要有一定的强度和韧度还要有一定的可塑性。
（3）在进行锅炉塑造的时候，钢材的韧性也是需要着重考虑的一方面，钢材的韧性是反映钢制的发生脆性破坏的指标，用夏比V形缺口冲击吸收功Akv表示，制造锅炉所需钢材质需采用镇静钢，在室温条件下，对于碳素钢和碳锰钢锅炉钢材的夏比V冲击功要大于等于27J。材料的塑造变形能力常用冲击功收功来表示，而且我们也可以把韧性理解为在材料在突然受到外加受力或荷载时产生的一种实时的塑造变形能力。锅炉钢材有一定的韧性时会能承受到一定的缺陷，在缺陷的尖端产生一定的塑形能力使得材料不会继续扩大和延续，所以来说良好的韧性能保证锅炉稳定工作，减小事故发生的概率，保证锅炉工作环境周围人身和财产安全。
（4）良好的可焊性
锅炉受压元件之间和非受压元件之间是需要通过焊接的方式进行连接，因此这需要各元件间的具有良好得可焊性。在此，可焊性是指在钢材或者其他材料在焊接过程中或者在焊接后产生裂纹等不利因素的倾向性。对于不易产生裂纹的材料，其可焊性较好，对于易产生裂纹的材料，其可焊性要相对较差一些。材料的可焊性与材料的组成元素、化学成分有关，同时可焊性还有焊接工艺和焊接材料有关，评价钢材的可焊性主要看工艺可焊性以及使用可焊性，工艺可焊性是指在焊接过程中产生裂纹的可能性，使用可焊性通常是指在使用过程中出现时候容易出现不稳定因素，是否耐热、耐腐蚀等其他不利因素。
人们常在钢材中添加若干合金因素来改变钢材的性能，然而不同的合金元素对钢材的性能起到不同的性能。在钢材中添加碳元素会使钢材可焊性变得更弱；在钢材中添加1%以下的锰含量基本对钢材的性能无影响，但是随着锰含量的增加钢材的可焊性会逐渐变低；在钢材中添加硅元素可影响钢材的焊缝塑性甚至会使钢材产生裂纹；钒元素会使钢材的焊接焠硬性降低，可焊性升高。
（5）良好的抗疲劳性能
锅炉在使用过程中，除了稳定负载之外还可能收到一些其他不定期或不稳定的其他负载，这使得锅炉的受压元件承受到交变应力。在交变应力作用的元件产生的破坏我们称之为疲劳破坏，在锅炉原件发生疲劳破坏时，即使元件承受力低于屈服极限时，一定的交变应力也会产生突然断裂，且这种突然断裂并无元件变形的前兆，疲劳失效的原因是由于尺寸发生突变，在缺陷部位产生微裂纹，在交变应力的作用下，微裂纹不断扩大、聚集，最终微裂纹产生骤变，导致原件产生突然断裂诱发不可预计的事故。一般情况下，疲劳产生的裂纹常聚发于受到高应力区域，例如在锅炉焊接区，尤其是在接管或者开孔位置，这些区域由于结构的不连续性和突变性使得这些区域较容易产生裂纹。
（6）良好的抗腐蚀的性能
腐蚀现象在锅炉使用过程中常常遇到，腐蚀现象是仅次于疲劳的一种锅炉使用过程常见现象。在锅炉使用过程中，炉内物质常与炉壁金属物质发生反应造成炉壁损坏。造成腐蚀的原因多种多样，且腐蚀发生的机理也较为复杂。腐蚀现象不仅存在锅炉使用过程，在其他使用领域例如化工、冶金等领域也属于常见现象。锅炉腐蚀现象是一种循序渐进的过程，腐蚀可以把锅炉内部结构慢慢变得脆弱，所以腐蚀对锅炉的使用造成巨大的安全隐患，锅炉受压原件在受热面收到飞灰、空气、水蒸气等多种因素是的受热面的金属发生腐蚀现象；在锅炉内部，炉壁金属受到不同液体以及空气、高温等多种因素的共同作用也会使得炉内金属发生腐蚀。
对金属材料的腐蚀机理来分析，可大体分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属材料与接触介质发生的产生电流的电化学反应。电化学反应常发生在锅炉炉壁与炉内液体发生的腐蚀。化学腐蚀区别于电化学腐蚀最主要的一项是指化学腐蚀在腐蚀过程中不产生局部电流。
4 结论
随着近年来我国锅炉相关方面的大力发展和研究，尤其在冶金精炼技术的大力推广和提高，锅炉的原材品质的大力提升，我国锅炉行业的防腐蚀现象得到明显改善，抗腐蚀性能也有了长足发展。同时由于防渗透技术的逐步运用，在锅炉用水方面的改进，也使得谁知对于锅炉腐蚀的影响慢慢降低。
参考文献
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