文档介绍：Ξ
第 22 卷第 2 期西南石油学院学报 Vol. 22 No. 2
2000 年 5 月 Journal of Southwest Petroleum Institute May 2000
文章编号: 1000 - 2634(2000) 02 - 0084 - 04
蒸汽发生器炉管壁减薄机理
吕瑞典1 , 魏淋生2 , 李如忠1
(1. 西南石油学院机械工程系,四川南充 637001 ; 2. 河南油田)
摘要: 从腐蚀理论和影响因素来解释了“蒸汽发生器炉管失效分析”一文中所揭示的现象,蒸汽发生器炉管减薄主要
源于内表面腐蚀,炉管径向截面出现裂纹和次生裂纹,腐蚀表面有冲蚀和气蚀痕迹。介绍了蒸汽发生器炉管壁减薄
机理,炉管壁在高温高压的工况下,金属与水汽接触产生汽水腐蚀,形成以氧化铁为主的腐蚀产物。炉管内液体在流
动过程中地被加热,产生大量的蒸汽泡,蒸汽泡溃灭过程中造成氧化膜甚至母体金属破坏。与此同时,应力和活性阴
离子对氧化膜的破坏造成孔蚀;氧的存在加剧了腐蚀作用。气蚀作用能使脱落的固体颗粒在水汽中形成固液汽三相
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流冲蚀作用,使材料被除去,母体金属与介质直接接触,周而复始的连续作用使管壁减薄。通过论述,以期对炉管减
薄有更清晰的认识,从而对蒸汽发生器的使用起到一定的指导作用。
关键词: 机理;汽水腐蚀;电偶腐蚀;冲蚀;气蚀
中图分类号: TE98 文献标识码: A
引言在水蒸汽和有氧的条件下, Fe2O3 又可能生成
Fe2O3 ,其反应如下
文献[1 ]指出,蒸汽发生器炉管减薄主要源于内+ +
2Fe3O4 + H2O → Fe2O3 + 2H + 2e ↑
表面腐蚀,尤以向火面一侧更为突出; 腐蚀产物以+
6Fe3O4 + H2O + O2 →9Fe2O3 + 2H + 2e ↑
Fe2O3为主;炉管径向截面出现裂纹和次生裂纹;腐
通常条件下,炉管中氧化膜为 Fe3O4 。如果炉
蚀表面有冲蚀和气蚀痕迹。因受篇幅所限,未能深
管过热或水中的溶解氧过多,势必形成以 Fe2O3 为
入地探讨这些问题。为了弥补这一欠缺,本文试图
主的氧化膜。Fe2O3 与母体金属结合力小,易脱落。
从腐蚀理论和影响因素来解释这些现象,同时还介
1. 2 氧腐蚀
绍根据研究成果所总结出的蒸汽发生器炉管壁减薄
如果水处理不好,水中含有溶解氧,金属铁在有
机理。通过论述分析,以期对蒸汽发生器炉管的腐
氧的条件下形成两个电位不同的电极,铁的电位低,
蚀、管壁减薄有一个更清晰的认识,从而对蒸汽发生
易失去电子成为带正电的铁离子:
器的正确使用,延长炉管寿命起到一定的指导作用。
Fe - 2e → Fe + +
氧的电位高,易得到电子,成为水化离子:
1 炉管内壁的腐蚀类型-
O2 + 2H2O + 4e →4OH
金属铁被氧化是阳极气体氧被还原是阴极组
1. 1 汽水腐蚀[2 ] ; ,
成的微电池反应式
对于高温高压下的锅炉、蒸汽发生器,汽水腐蚀:
是一种最重要的腐蚀形式。金属中铁元素和水蒸汽 2Fe + O2 + H2O →2Fe (OH) 2
+ + -
接触,450 ℃时发生如下应: 铁离子( Fe