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防腐方案

腐蝕

鍋爐"四管"受熱面的腐蝕主要是管外的腐蝕和水品質(zhì)不合格引起的管內(nèi)化學(xué)腐蝕。當(dāng)腐蝕嚴(yán)重時，可導(dǎo)致腐蝕爆管事故發(fā)生。煙氣對管壁的高溫腐蝕，主要是灰中的堿金屬在高溫下升華，與煙氣中的SO3生成復(fù)合硫酸鹽，在550-710℃范圍內(nèi)呈液態(tài)凝結(jié)在管壁上，破壞管壁表面的氧化膜，即發(fā)生高溫腐蝕。導(dǎo)致受熱面高溫腐蝕的主要原因是爐內(nèi)燃燒不良和煙氣動力場不合理，控制局部煙溫，保證管壁不超溫，防止低熔點腐蝕性化合物貼附在金屬表面上，使煙氣流程合理，盡量減少熱偏差是減輕高溫腐蝕的重要措施。水冷壁上如果產(chǎn)生結(jié)渣，在周圍處于一定溫度和還原性氣體條件下，會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水冷壁管外腐蝕。水冷壁的高溫腐蝕和還原性氣體的存在有著密切的關(guān)系，CO濃度大的地方腐蝕就大。管壁溫度對腐蝕的影響也很大，在300～500℃范圍內(nèi)，管壁外表面溫度每升高50℃，腐蝕程度則增加一倍。水冷壁高溫腐蝕部位多在熱負(fù)荷較高、管壁溫度較高的區(qū)域，如燃燒器附近。過熱器、再熱器區(qū)還原性氣體比爐內(nèi)低，腐蝕速度一般比水冷壁小。但是大容量鍋爐的過熱器、再熱器的壁溫較高，尤其是左右兩側(cè)煙溫相差較大時，腐蝕現(xiàn)象也相當(dāng)嚴(yán)重。在腐蝕溫度范圍內(nèi)，除選用耐腐蝕的合金鋼和奧氏體鋼外，應(yīng)控制爐膛出口煙溫的升高和煙溫偏差等因素，以免引起局部過高的壁溫而使腐蝕速度增大。低溫腐蝕是指硫酸蒸汽凝結(jié)在尾部受熱面上而發(fā)生的腐蝕，這種腐蝕也稱硫酸腐蝕。它一般出現(xiàn)在低溫級空氣預(yù)熱器的冷端。當(dāng)帶有SO3的煙氣流經(jīng)尾部受熱面時，當(dāng)尾部受熱面的壁溫低于酸露點時水蒸氣在管壁上凝結(jié)成水，煙氣中的SO3氣體溶于水中，形成H2SO4溶液，從而腐蝕管壁金屬即為低溫腐蝕。預(yù)防低溫腐蝕的方法最常用的方法是提高入口空氣溫度，保證尾部受熱面壁溫在酸露點以上，通常在燃用高硫燃料的鍋爐中加裝暖風(fēng)器或采用熱風(fēng)再循環(huán)，但是進(jìn)風(fēng)溫度越高，排煙溫度也會越高，排煙熱損失就越大，所以為了保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)運行，排煙溫度的提高也就受到了限制。正常運行情況下，鍋爐并不會引起管內(nèi)腐蝕與結(jié)垢。品質(zhì)良好的給水中帶有少量雜質(zhì)，通過爐水處理成為水渣或膠狀物質(zhì)，溶解在水中通過排污排出。當(dāng)給水品質(zhì)不良時，爐水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等雜質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)被濃縮，并從鍋水中游離出來附著在管內(nèi)表面，形成水垢，水垢的傳熱系數(shù)只有鋼管的1／200，影響傳熱，并使壁溫上升，導(dǎo)致管壁過熱鼓包或破裂。鍋爐受熱面在停用時與不合格水或濕空氣接觸，受空氣中O2、CO2和SO2的影響會產(chǎn)生管內(nèi)化學(xué)腐蝕。在給水含氧超標(biāo)時，也會使省煤器內(nèi)壁產(chǎn)生點狀氧腐蝕。托電#5爐在2006年發(fā)生過因爐水不合格導(dǎo)致水冷壁管化學(xué)腐蝕管壁大面積鼓包事件，后被迫更換全部水冷壁受熱面。

煤粉鍋爐“四管”專用絲材系列 sx-601

用于抵抗高溫氧化氣氛的腐蝕，兼有耐磨性好的特點，成功應(yīng)用于煤粉鍋爐“四管”的電弧噴涂保護(hù)層及其它需用NiCr-TI涂層的部位。因電弧噴涂涂層具有孔隙率，推薦采用封孔劑封孔。

超音速電弧噴涂45CT合金的應(yīng)用研究

對水冷壁的防高溫腐蝕和磨損各種方法綜合考慮，我們認(rèn)為，比較理想的方法是采用熱噴涂技術(shù)。經(jīng)過一系列的準(zhǔn)備工作，于1999年5月廣東沙角B電廠3# 爐大修期間，我們對其水冷壁進(jìn)行了防腐耐磨超音速電弧噴涂。 鋼鐵材料的表面防護(hù)涂層分兩大類。一類是隔離涂層，如電鍍鉻、油漆及有機涂料；另一類是陽極涂層，如電鍍鋅、熱浸或噴涂45CT合金作為犧牲陽板仍對該處表面鋼鐵具有防腐蝕保護(hù)作用，避免孔隙腐蝕、保護(hù)層下腐蝕及由此引起涂層的脫落，陽極涂層還兼有隔離涂層作用。

選擇防腐蝕涂層材料除考慮其陽極性外(即選擇陽極電位低于鋼鐵的金屬成份)，還應(yīng)要求其熱膨脹系數(shù)接近鋼鐵材料，具有良好的塑性，以避免脫層，材料還應(yīng)具有一定的抗沖蝕能力。對選擇的一種或幾種材料應(yīng)進(jìn)行噴涂試驗、性能試驗和對比試驗等。

對于水冷壁防高溫腐蝕和磨損噴涂，我們開發(fā)的噴涂材料是自發(fā)放熱型材料45CT，噴涂后涂層與基體金屬表面產(chǎn)生原子擴散，形成冶金結(jié)合，涂層又形成粗糙表面，便于與工作層連接，提高涂層的結(jié)合強度。噴涂層材料的膨脹系數(shù)與水冷壁管材料接近，使涂層在交變熱應(yīng)力作用下不會脫落，它具有抗腐蝕、抗氧化、耐高溫、延展性好、抗沖蝕能力強且價格便宜等特點，涂層厚度 0.8~1.0mm。

噴涂工藝如下：

A. 噴砂打磨：

噴涂前的基體表面必須清潔、無油污、且須達(dá)到清潔和毛化要求。噴砂打磨的目的是使水冷壁管表面呈灰白色的金屬外觀和均勻粗化。噴砂后，基體表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Rz40~80um。且干燥、無灰塵、無油污、無氧化皮、無銹跡。選擇磨料時，根據(jù)基體金屬的種類和涂層的厚度而定，磨料必須清潔、有棱角，才能保證涂層與基體結(jié)合良好。我們選擇棕剛玉和冷硬鑄鐵砂等符合有關(guān)規(guī)定的磨料進(jìn)行打磨，磨料有棱角，清潔、干燥、沒有油污、可溶性鹽的游離物和長石，以對表面進(jìn)行仔細(xì)的清理及有效的表面毛化，達(dá)到提高噴涂結(jié)合強度的目的。

B. 防腐蝕噴涂：防腐噴涂

使用超音速電弧噴涂技術(shù)對水冷壁進(jìn)行噴涂，噴涂材料為專用 45CT，設(shè)計噴涂厚度 0.8~1.0mm。噴涂表面達(dá)到均勻、致密。噴砂后的水冷壁管，應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，其間隔時間越短越好，在晴天或不潮濕的天氣，間隔時間不可超過12小時，在雨天、潮濕或含鹽霧氣氛下，間隔時間不超過 2 小時。噴涂必須在如下條件下實施：環(huán)境大氣高于5℃或基體金屬的溫度至少比大氣露點高 3 ℃，在雨天、潮濕或含霧的氣氛中，噴涂操作必須在室內(nèi)或

工棚棚中進(jìn)行。

C. 后處理：

對于防腐噴涂，必須加封孔劑，以避免腐蝕物質(zhì)通過涂層的孔隙往里面滲入，直接腐蝕母材，或間接減少防腐涂層的有效厚度。封孔劑選擇有機硅加鋁粉，噴涂后采用噴涂方法覆蓋在涂層上面。

D. 現(xiàn)場檢測：

噴涂完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，涂層表面致密、均勻、顆粒細(xì)小，不允許有起皮、鼓泡、大溶滴、裂紋、掉塊及其他影響涂層使用的缺陷。使用日本原裝進(jìn)口的磁性涂層測厚儀進(jìn)行現(xiàn)場實測，厚度達(dá)到要求，可以保證工程質(zhì)量。

五、噴涂效果分析

1、與滲鋁管防腐效果對比分析

為了防止高溫硫腐蝕，火電廠在水冷壁中設(shè)置衛(wèi)燃帶，以前常采用滲鋁管，實際上，用噴涂 SCZ16 管代替滲鋁管可以取得相同的或更好的效果。

試驗證明，我們使用的 45CT 耐腐蝕效果比滲鋁管好得多，使水冷壁管的使用壽命更長；在水冷壁衛(wèi)燃帶采用滲鋁管，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)焊縫出現(xiàn)嚴(yán)重的硫腐蝕，這是滲鋁管無法克服的弊端，而使用超音速電弧噴涂技術(shù)，則可在水冷壁管安裝完畢后，對焊口及其附近補噴一層 45CT 防腐，防止焊縫腐蝕；另外，噴涂 45CT 可以對長時間運行后的水冷壁管進(jìn)行再防護(hù)，這也是滲鋁管無法做到的。