锅炉二氧化硫低温腐蚀速率研究

锅炉二氧化硫低温腐蚀速率研究

公磊葛艳

公磊葛艳山东省特种设备检验研究院日照分院276800

摘要针对低温腐蚀易引起锅炉省煤器爆露的现象，本文采用模拟试验，研究了不同硫酸浓度对碳钢的腐蚀速率影响，以期为锅炉运行中低温腐蚀的风险评估提供依据。

关键词锅炉二氧化硫低温腐蚀

锅炉省煤器管发生爆漏是电力生产中常见的事故之一,直接导致机组停运,增加机组检修成本,同时造成机组少发电,给火电厂的安全运行带来很大的危害。而引起锅炉省煤器爆漏的因素很多,其中低温腐蚀是最主要的原因之一,但由于腐蚀带来的危害是一个渐变过程,不易引起人们的关注。因此,有必要对其进行分析,以引起有关人员的重视。本文对不同硫酸浓度对碳钢的腐蚀速率进行初步探讨，以期为二氧化硫低温腐蚀对锅炉安全运行影响的风险评价提供有力数据。

1．材料与方法

1.1试验材料

硫酸为分析纯，处理浓度如表1.

碳钢采用碳钢试块（5cm×3cm×1cm），试块的正中间位置有一挂孔为1mm的圆孔。

表1碳钢腐蚀速度试验处理

1.2试验方法

在试验中选取同样的大小和重量的碳钢试块，在同一硫酸浓度下分三组分别来测定。通过挂孔每组每次把试块全部浸入在硫酸溶液中，每次的时间为一百小时，一百小时后更换同浓度下硫酸溶液，再把试块全部浸入溶液中。反复十次后，取出试块并进过碱液的中和、清洗、烘干以后，来测量试块的剩余重量。选取的重量与测量的剩余重量值之间的差值除以十来计算腐蚀速率。

2.结果与分析

硫酸腐蚀碳钢的速度与其浓度有关。当硫酸较稀时,它的腐蚀速度随浓度的增加而增大。当达到56%以上时，腐蚀速度急剧下降。在室温条件下（25℃），室内试验中用长为5cm宽为3cm高为1cm，正中间部位有一直径为1mm圆孔的碳钢试块，在同一硫酸浓度下多次重复试验，测定其腐蚀速率，并根据其平均值计算出不同浓度的硫酸对碳钢的腐蚀速率（表2），以测定低温条件下硫酸对碳钢的腐蚀速率。

表2腐蚀速度与硫酸的浓度

碳钢腐蚀后的重量越大说明腐蚀程度越小，腐蚀速率越慢。表3是碳钢腐蚀试验的方差分析表，可以看出试验处理的F值大于F0.01(8,18)，说明不同浓度的硫酸对碳钢腐蚀的强度不同，处理间的腐蚀速度的差异已经达到极显著水平。表9是腐蚀后的重量多重比较分析表，可以看出，处理之间的差异是显著的，但是腐蚀速率与硫酸的浓度并不成正比，随着硫酸浓度的升高，腐蚀速率先增大后减小，最大值为76.36mg•cm-3•h-1，出现在硫酸浓度为56%时，腐蚀速率最小为2.609mg•cm-3•h-1，出现在硫酸浓度10%时。不同浓度之间差异明显，浓度达到60%以后，腐蚀速度迅速下降，由76.36mg•cm-3•h-1下降到8.696mg•cm-3•h-1，但浓度超过60%后，腐蚀速率不再下降。

表3腐蚀后的重量方差分析表

表4腐蚀后的重量多重比较分析表

图1碳素钢腐蚀速度与硫酸浓度的关系

Fig.1Correlationofcorrosionspeedofcarbonsteelandconcentrationofsulfuricacid

图1是根据试验数据绘制的碳素钢腐蚀速度与硫酸浓度的关系曲线，可以看出，碳素钢腐蚀速度与硫酸浓度的关系曲线接近于抛物线，但是决定系数只有0.7757。在本试验范围内，硫酸浓度超过60%后，腐蚀速率稳定在7mg•cm-3•h-1左右。造成这种现象的原因可能是硫酸达到一定浓度后（本试验60%）其腐蚀能力弱化。

3.结论

在实际生产中，考虑到环境，以及成本、工艺等因素，不可能向较低浓度的烟气中增加硫含量使之达到56%以上。所以，综合考虑，降低燃料中的含硫量，是降低腐蚀速率，保护环境的可行最优措施之一。

参考文献

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