鍋爐的苛性脆化的定義、產(chǎn)生條件及防止
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1.苛性脆華現(xiàn)象
苛性脆華是屬于晶間腐蝕,即發(fā)生在金屬晶粒之間的腐蝕,金屬發(fā)生這種腐蝕從表面上很難發(fā)現(xiàn),只能通過(guò)專門得金屬探傷儀器方能查出。
2.苛性脆化部位
苛性脆化容易發(fā)生的部位是在鍋爐汽包的鉚釘口及脹管口。在鍋爐的鋼板上,苛性脆化的裂紋在鉚釘或脹管口周圍,呈現(xiàn)放射狀發(fā)展,有的由一個(gè)孔擴(kuò)裂到另一個(gè)孔。
3.苛性脆化機(jī)理
金屬構(gòu)件的局部在高應(yīng)力作用下,使晶粒與晶粒邊緣產(chǎn)生電位差,形成腐蝕電池。此時(shí)晶粒邊緣的電位比晶粒本身的電位底,因此邊緣處為陽(yáng)極,金屬原子沿邊緣溶解,因而使腐蝕沿著晶粒間發(fā)展。
4.產(chǎn)生苛性脆化的條件
鍋爐金屬發(fā)生苛性脆化是由下列條件共同作用下引起的:
鍋水中含有較高濃度的游離堿(一般為氫氧化鈉)。
在鍋爐的結(jié)構(gòu)上有造成鍋水局部高度濃縮的條件,如在鉚釘縫隙處,由于接合不嚴(yán)密,鍋水容易在這些局部地方發(fā)生急劇濃縮。
在金屬中有接近于它的屈服點(diǎn)的拉伸應(yīng)力。
上述三個(gè)條件中,缺少任何一項(xiàng)都不可能使鍋爐產(chǎn)生苛性脆化。
5.苛性脆化的防止
防止鍋爐苛性脆化方法,除了改變鍋爐的制造工藝(如將鉚接及脹管改成焊接),提高加工質(zhì)量(如消除鍋爐安裝上的應(yīng)力及縫隙)之外,就是從化學(xué)方法著手,控制好鍋水中的游離堿,消除鍋水的侵蝕性。通??刹捎靡韵路椒ǎ?/span>
(1)控制相對(duì)堿度
所謂相對(duì)堿度,就是鍋水中游離氫氧化鈉的含量與溶解固形物的比值,即相對(duì)堿度=游離NaOH(毫克/升)/溶解固形物(毫克/升)《0.2;
鍋水相對(duì)堿度的標(biāo)準(zhǔn)作了如下修正:對(duì)于鉚接鍋爐應(yīng)不大于0.2;對(duì)于焊接汽包,但爐管與汽包是脹接的鍋爐,不大于0.5;對(duì)于全部焊接的鍋爐,可不規(guī)定相對(duì)堿度這一指標(biāo)。
(2)硝酸鹽處理
向鍋水中加入適當(dāng)硝酸鈉,將鍋水中的硝酸鈉與氫氧化鈉維持如下的比值:
NaNO3(毫克/升)/NaOH(毫克/升)=0.35-0.4;
式中的NaOH是以鍋水的總堿度計(jì)算。在中、底壓鍋爐上,硝酸鹽處理防止苛性脆化,效果是肯定的。
(3)磷酸鹽處理
是根據(jù)給水硬度和堿度的含量,向鍋水中加入一定量的酸性磷酸鈉(NaHPO4或NaH2PO4),以中和鍋水中游離的氫氧化鈉,使鍋水中只存在維持磷酸鈉水解平衡時(shí),所需相應(yīng)的氫氧化鈉量。
由于磷酸鈉的水解度隨著其濃度的增高而降低,因此僅含磷酸鹽堿度的鍋水,即使在局部高度濃縮時(shí),也不會(huì)形成危險(xiǎn)的氫氧化鈉濃度。因?yàn)榇藭r(shí)水解反應(yīng)向相反的方向進(jìn)行,當(dāng)水完全蒸干時(shí),蒸發(fā)殘?jiān)袑⒉粫?huì)含有氫氧化鈉,而全部轉(zhuǎn)化了磷酸鈉。實(shí)踐證明,磷酸鹽處理對(duì)于防止堿性腐蝕及苛性脆化都是非常有效的。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
苛性脆華是屬于晶間腐蝕,即發(fā)生在金屬晶粒之間的腐蝕,金屬發(fā)生這種腐蝕從表面上很難發(fā)現(xiàn),只能通過(guò)專門得金屬探傷儀器方能查出。
2.苛性脆化部位
苛性脆化容易發(fā)生的部位是在鍋爐汽包的鉚釘口及脹管口。在鍋爐的鋼板上,苛性脆化的裂紋在鉚釘或脹管口周圍,呈現(xiàn)放射狀發(fā)展,有的由一個(gè)孔擴(kuò)裂到另一個(gè)孔。
3.苛性脆化機(jī)理
金屬構(gòu)件的局部在高應(yīng)力作用下,使晶粒與晶粒邊緣產(chǎn)生電位差,形成腐蝕電池。此時(shí)晶粒邊緣的電位比晶粒本身的電位底,因此邊緣處為陽(yáng)極,金屬原子沿邊緣溶解,因而使腐蝕沿著晶粒間發(fā)展。
4.產(chǎn)生苛性脆化的條件
鍋爐金屬發(fā)生苛性脆化是由下列條件共同作用下引起的:
鍋水中含有較高濃度的游離堿(一般為氫氧化鈉)。
在鍋爐的結(jié)構(gòu)上有造成鍋水局部高度濃縮的條件,如在鉚釘縫隙處,由于接合不嚴(yán)密,鍋水容易在這些局部地方發(fā)生急劇濃縮。
在金屬中有接近于它的屈服點(diǎn)的拉伸應(yīng)力。
上述三個(gè)條件中,缺少任何一項(xiàng)都不可能使鍋爐產(chǎn)生苛性脆化。
5.苛性脆化的防止
防止鍋爐苛性脆化方法,除了改變鍋爐的制造工藝(如將鉚接及脹管改成焊接),提高加工質(zhì)量(如消除鍋爐安裝上的應(yīng)力及縫隙)之外,就是從化學(xué)方法著手,控制好鍋水中的游離堿,消除鍋水的侵蝕性。通??刹捎靡韵路椒ǎ?/span>
(1)控制相對(duì)堿度
所謂相對(duì)堿度,就是鍋水中游離氫氧化鈉的含量與溶解固形物的比值,即相對(duì)堿度=游離NaOH(毫克/升)/溶解固形物(毫克/升)《0.2;
鍋水相對(duì)堿度的標(biāo)準(zhǔn)作了如下修正:對(duì)于鉚接鍋爐應(yīng)不大于0.2;對(duì)于焊接汽包,但爐管與汽包是脹接的鍋爐,不大于0.5;對(duì)于全部焊接的鍋爐,可不規(guī)定相對(duì)堿度這一指標(biāo)。
(2)硝酸鹽處理
向鍋水中加入適當(dāng)硝酸鈉,將鍋水中的硝酸鈉與氫氧化鈉維持如下的比值:
NaNO3(毫克/升)/NaOH(毫克/升)=0.35-0.4;
式中的NaOH是以鍋水的總堿度計(jì)算。在中、底壓鍋爐上,硝酸鹽處理防止苛性脆化,效果是肯定的。
(3)磷酸鹽處理
是根據(jù)給水硬度和堿度的含量,向鍋水中加入一定量的酸性磷酸鈉(NaHPO4或NaH2PO4),以中和鍋水中游離的氫氧化鈉,使鍋水中只存在維持磷酸鈉水解平衡時(shí),所需相應(yīng)的氫氧化鈉量。
由于磷酸鈉的水解度隨著其濃度的增高而降低,因此僅含磷酸鹽堿度的鍋水,即使在局部高度濃縮時(shí),也不會(huì)形成危險(xiǎn)的氫氧化鈉濃度。因?yàn)榇藭r(shí)水解反應(yīng)向相反的方向進(jìn)行,當(dāng)水完全蒸干時(shí),蒸發(fā)殘?jiān)袑⒉粫?huì)含有氫氧化鈉,而全部轉(zhuǎn)化了磷酸鈉。實(shí)踐證明,磷酸鹽處理對(duì)于防止堿性腐蝕及苛性脆化都是非常有效的。(圖/文http://www.jnjrl.com/)