馮志明1，鄧文艷1，汪平2
（1.湖南醫學高等專科學校，湖南 長沙410006；2.湖南師范大學 化學化工學院，湖南 長沙 410006）

　　摘　要：由于冷卻水中懸浮物含量過高（75.4mg/L），污垢沉積，導致垢下腐蝕，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物，再通過冷卻水預處理減少懸浮性雜質，調節pH7.5－8.0，加入水處理劑，腐蝕基本得到控制。
　　關鍵詞：鋅粉爐；冷凝器；腐蝕；懸浮物
　　中圖分類號：TU991.42
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009－2455（2002）01－0020－01

　　某廠鋅粉爐冷凝器內外殼分別為8mm和4mm厚碳鋼板，冷卻水為井水直流冷卻。該鋅粉爐設計使用年限為5-6a。投產3a后，冷凝器外殼出現穿孔，經焊補后雖能臨時堵漏，但不久其它地方又出現腐蝕穿孔，嚴重影響生產的正常進行。鑒于上述情況，通過割板觀察等方法，對腐蝕原因進行了分析，采取了相應的保護措施，取得了較好的效果。

1 腐蝕原因分析

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

表1 冷卻水水質 懸浮物/（mg.L^-1) 總溶固含量/（mg.L^-1) 總堿度（mmol.L^-1) 總硬度（mg.L^-1) 75.4 349 1.97 30.72

　　根據Langelier飽和指數和Ryznar穩定指數對 水質進行判斷。
　　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
　　由計算結果可知，冷卻水為腐蝕型水質。
　　冷凝器蒸氣側溫度為200－300℃，直流冷卻水中溶解氧豐富，因而極易發生溶解氧全面腐蝕，且腐蝕速度較快。
　　井水未經處理，懸浮物含量較高（75.4mg／L）。經割板觀察，冷凝器底部有30－40cm高泥沙等雜 質淤積層，夾雜有鐵的腐蝕產物而呈棕黑色。金屬腐蝕使內壁變薄，污垢層增厚。冷凝器內殼壁厚尚余4－2.5mm，外殼壁厚尚余2－2.5mm，內部腐蝕不 均勻，內殼腐蝕較外殼嚴重，上部腐蝕較下部嚴重。污垢層包括沉積物和腐蝕產物，垢下腐蝕產物疏松多孔，呈紅棕色，以鐵銹為主（見表2）。

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

1.2 污垢誘發腐蝕，導致外殼穿孔泄漏
　　金屬表面的腐蝕產物疏松多孔，如果積累較多 又未清除，基體表面會變粗糙。而粗糙的表面能強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。
　　經割板觀察，穿孔多發生在腐蝕較嚴重的中上部，在穿孔處剝離污垢層可見明顯的點蝕坑，孔徑大小不一，形狀不規則，在點蝕坑處產生穿孔。未穿孔處壁厚約2mm左右。經鑒定，腐蝕類型為點腐蝕。冷凝器內壁污垢層疏松多孔，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。由于冷凝器投產以來從未進行過清洗，污垢積累較多。在垢層滯流區因局部蒸發濃縮而誘發垢下點腐蝕，在點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，加速了點腐蝕的發展，導致穿孔泄漏。

2 對策

2.1 化學清洗
　　對穿孔處進行焊補后，清除污垢，防止點腐蝕快速發展。由于冷凝器從未進行過清洗，污垢較多且難于清除，采用無機酸對冷凝器進行了停爐清洗。酸洗液組分為5%-7%HCl+0.5%HF+0.5%Lan-826。污垢清除后對冷凝器內表面進行預膜，預膜液組分為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℃下預膜8-12h。
2.2 加強水質處理
　　通過30-50mg/L硫酸鋁絮凝、沉淀和過濾等對井水進行預處理，使泥沙等懸浮物含量小于10mg/L，調節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進行水質處理，加強日常監測，確保循環冷卻水正常運行。
　　經處理后的冷凝器經過一年多的運行觀察，腐蝕基本得到控制，未再穿孔泄漏，延長了使用壽命1.5-2a。

參考文獻

　　[1]楊武，等.金屬的局部腐蝕[M].北京：化學工業出版社，1998.

　　作者簡介：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