除氧器停车氧腐蚀浅析

1 李贤雷 2 孙月琴

摘要：介绍了某钢厂自备电站锅炉除氧器停车后发生氧腐蚀的现象，分析了除氧器产生氧腐蚀的原因，并提出部分预防措施。

关键词：除氧器；氧腐蚀；原因分析；预防

1、引言

某钢厂自备电站锅炉除氧器停车定期检验时发现除氧器（主体材质为Q345R）本体内壁布满了大小不一的腐蚀鼓包,鼓包表面存在着大量黑褐色物质，敲开鼓包后，清理出腐蚀表面后，内部为溃疡式腐蚀凹坑且存在大量黑色带磁性粉末，坑径为4-10mm左右不等，坑深为0.5-2.0mm范围，凹坑集中出现在除氧器的中部及下部，根据经验分析该除氧器可能发生了氧腐蚀，。

进一步调查发现，由于需要配合定期检验，该除氧器在检验前已经停用一周左右，期间前2-3天左右除氧器内蓄有小半罐热水，后水温下降后，清空蓄水，人工进入对焊缝进行打磨。

2、氧腐蚀机理

腐蚀是指周围环境或介质使材料（通常是金属）遭受破坏或使材料性能恶化的过程，主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和生物化学腐蚀3种形式[1]。钢材的氧腐蚀是电化学腐蚀过程。

在高倍显微镜下我们可以发现钢材的表面是高低起伏不平整的，当钢铁不平整的表面与电解质相接触时，高低点之间形成电势差，从而形成一个个微型电池。阴极性质活泼，阳极性质不活泼。 钢铁在阳极被氧化，发生氧化反应，失去电子，从铁单质转化为2价的铁离子从而溶解入溶液中。转化过程为：

Fe-2e^-→Fe²⁺

氧气及游离的氢离子在阴极被还原，发生还原反应，结合电子，生成离子或氢气分子。在中碱性溶液中，游离的氢离子浓度极低，大部分还是以氧气的还原反应为主，转化过程为：

1/2O₂+2e^-+ H⁺→OH^-

H⁺+2e^-→H₂↑

亚铁离子于碱性环境中结合氢氧根时，产生淡绿色的氢氧化亚铁沉淀，转化过程为：

Fe²⁺+2OH^-→Fe（OH）₂↓

3、造成氧腐蚀的原因

（1）氧气在水中的溶解度与温度负相关。除氧器停车后未及时排水进行防腐处理导致蓄水中的氧气溶解度不断升高，由于冷却水中溶解有大量氧气，钢铁与冷却水的接触面会发生电化学腐蚀，氧浓度大的部位为阳极，释放电子，金属被氧化，氧浓度越大，相应的电极电势能越大，腐蚀越严重。蓄水排除后，水垢下继续发生氧化还原反应，腐蚀继续。

（2）H₂O+CO₂+Fe²⁺→FeCO₃+H₂，在蓄水排空，工人进入后，罐子内部CO₂浓度不断升高，推动反应平衡正向移动，金属进一步被腐蚀。

4、防止氧腐蚀发生的措施

（1）控制PH值。研究发现PH值小于6时腐蚀速度随PH值的降低迅速增加；PH值在6-10之间由含氧量的高低决定腐蚀速率的高低；PH值为12时，铁的腐蚀速率受氧浓度的影响不大，几乎为零[2]。由此可见除氧器停车时，如果一定要蓄水的话，PH值不得低于10，造成阳极钝化，从而降低除氧器的氧腐蚀速率。

(2)停车期间应及时排除除氧器内部水分，并做好防腐处理。必要时可以使用干燥剂去除多余水分。

5、结语

腐蚀与防护是化工设备永恒的命题，不断从现象里面分析腐蚀的本质才能最大可能的保护化工设备的正常使用，避免事故的发生。

参考文献：

1. 李本高 《炼化装置循环冷却水质特性与水处理效果的关系研究 》

2. 石强、吴万志、戴海辉,《热水锅炉氧腐蚀原因分析》，《油气田地面工程》2008.06

作者简介：李贤雷（1994-），男，汉族，本科学历，初级职称，研究方向;特种设备检验检测。