馮志明1，鄧文艷1，汪平2
（1.湖南醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，湖南 長(zhǎng)沙410006；2.湖南師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410006）

　　摘　要：由于冷卻水中懸浮物含量過(guò)高（75.4mg/L），污垢沉積，導(dǎo)致垢下腐蝕，引起鋅粉爐冷卻器穿孔。采用5％－7％HCl+0.5％HF清除冷凝器污垢和腐蝕產(chǎn)物，再通過(guò)冷卻水預(yù)處理減少懸浮性雜質(zhì)，調(diào)節(jié)pH7.5－8.0，加入水處理劑，腐蝕基本得到控制。
　　關(guān)鍵詞：鋅粉爐；冷凝器；腐蝕；懸浮物
　　中圖分類號(hào)：TU991.42
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）01－0020－01

　　某廠鋅粉爐冷凝器內(nèi)外殼分別為8mm和4mm厚碳鋼板，冷卻水為井水直流冷卻。該鋅粉爐設(shè)計(jì)使用年限為5-6a。投產(chǎn)3a后，冷凝器外殼出現(xiàn)穿孔，經(jīng)焊補(bǔ)后雖能臨時(shí)堵漏，但不久其它地方又出現(xiàn)腐蝕穿孔，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。鑒于上述情況，通過(guò)割板觀察等方法，對(duì)腐蝕原因進(jìn)行了分析，采取了相應(yīng)的保護(hù)措施，取得了較好的效果。

1 腐蝕原因分析

1.1 水質(zhì)原因
　　冷卻水取自井中，pH 6.2－6.6，未經(jīng)處理，出口水溫度為50－60℃。水中泥沙等懸浮物含量較高，可溶性雜質(zhì)以鈣、鎂離子和硅酸鹽為主（見(jiàn)表1）。

表1 冷卻水水質(zhì) 懸浮物/（mg.L^-1) 總?cè)芄毯?（mg.L^-1) 總堿度（mmol.L^-1) 總硬度（mg.L^-1) 75.4 349 1.97 30.72

　　根據(jù)Langelier飽和指數(shù)和Ryznar穩(wěn)定指數(shù)對(duì) 水質(zhì)進(jìn)行判斷。
　　pHs＝（9.7+A+B）－（C+D）＝（9.7+0.15+1.48）－（2.00+1.88）＝7.45
　　L.S.1=pH－pHs＝－（0.85-1.25）＜0
　　R.S.I.＝2pHs－pH＝8.3-8.7＞6
　　由計(jì)算結(jié)果可知，冷卻水為腐蝕型水質(zhì)。
　　冷凝器蒸氣側(cè)溫度為200－300℃，直流冷卻水中溶解氧豐富，因而極易發(fā)生溶解氧全面腐蝕，且腐蝕速度較快。
　　井水未經(jīng)處理，懸浮物含量較高（75.4mg／L）。經(jīng)割板觀察，冷凝器底部有30－40cm高泥沙等雜 質(zhì)淤積層，夾雜有鐵的腐蝕產(chǎn)物而呈棕黑色。金屬腐蝕使內(nèi)壁變薄，污垢層增厚。冷凝器內(nèi)殼壁厚尚余4－2.5mm，外殼壁厚尚余2－2.5mm，內(nèi)部腐蝕不 均勻，內(nèi)殼腐蝕較外殼嚴(yán)重，上部腐蝕較下部嚴(yán)重。污垢層包括沉積物和腐蝕產(chǎn)物，垢下腐蝕產(chǎn)物疏松多孔，呈紅棕色，以鐵銹為主（見(jiàn)表2）。

表2 冷凝器污垢層的化學(xué)成分　 % Fe₂O₃ CaO MgO SiO₂ 其它 55.14 22.83 4.31 8.52 9.20

1.2 污垢誘發(fā)腐蝕，導(dǎo)致外殼穿孔泄漏
　　金屬表面的腐蝕產(chǎn)物疏松多孔，如果積累較多 又未清除，基體表面會(huì)變粗糙。而粗糙的表面能強(qiáng)烈地催化冷卻水中顆粒較小的懸浮物（直徑小于100nm），在受熱面形成污垢。冷卻水中顆粒較大的泥沙等懸浮物則因重力作用直接沉積于冷凝器底部。
　　經(jīng)割板觀察，穿孔多發(fā)生在腐蝕較嚴(yán)重的中上部，在穿孔處剝離污垢層可見(jiàn)明顯的點(diǎn)蝕坑，孔徑大小不一，形狀不規(guī)則，在點(diǎn)蝕坑處產(chǎn)生穿孔。未穿孔處壁厚約2mm左右。經(jīng)鑒定，腐蝕類型為點(diǎn)腐蝕。冷凝器內(nèi)壁污垢層疏松多孔，其密度不足碳鋼的二分之一，熱阻為碳鋼的50－100倍。傳熱嚴(yán)重受阻，基體溫度升高是加速腐蝕的重要因素。由于冷凝器投產(chǎn)以來(lái)從未進(jìn)行過(guò)清洗，污垢積累較多。在垢層滯流區(qū)因局部蒸發(fā)濃縮而誘發(fā)垢下點(diǎn)腐蝕，在點(diǎn)蝕坑形成閉塞腐蝕電池（OCC）^[1]。由于OCC有自催化特性，且冷卻水溫度較高，加速了點(diǎn)腐蝕的發(fā)展，導(dǎo)致穿孔泄漏。

2 對(duì)策

2.1 化學(xué)清洗
　　對(duì)穿孔處進(jìn)行焊補(bǔ)后，清除污垢，防止點(diǎn)腐蝕快速發(fā)展。由于冷凝器從未進(jìn)行過(guò)清洗，污垢較多且難于清除，采用無(wú)機(jī)酸對(duì)冷凝器進(jìn)行了停爐清洗。酸洗液組分為5%-7%HCl+0.5%HF+0.5%Lan-826。污垢清除后對(duì)冷凝器內(nèi)表面進(jìn)行預(yù)膜，預(yù)膜液組分為480mg/L六偏磷酸鈉+120mg/L一水硫酸鋅+40-60mg/L鈣鹽，pH值控制在6-7，在40-50℃下預(yù)膜8-12h。
2.2 加強(qiáng)水質(zhì)處理
　　通過(guò)30-50mg/L硫酸鋁絮凝、沉淀和過(guò)濾等對(duì)井水進(jìn)行預(yù)處理，使泥沙等懸浮物含量小于10mg/L，調(diào)節(jié)pH7.5-8.0，定期加入殺菌劑（20-30mg/L 1227)和10-20mg/LATMP+10-20mg/L HEDP+2mg/L BTA進(jìn)行水質(zhì)處理，加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)，確保循環(huán)冷卻水正常運(yùn)行。
　　經(jīng)處理后的冷凝器經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行觀察，腐蝕基本得到控制，未再穿孔泄漏，延長(zhǎng)了使用壽命1.5-2a。

參考文獻(xiàn)

　　[1]楊武，等.金屬的局部腐蝕[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

　　作者簡(jiǎn)介：馮志明（1962-），男，湖南湘潭人，副教授，主要從事金屬腐蝕研究，電話（0731）8912497