鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料 耐高溫防腐涂料

鍋爐的受熱面包含有水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器，又稱為鍋爐四管，是鍋爐的“鍋"的主要組成部分，是鍋爐中負(fù)責(zé)回收燃煤煙氣能量、加熱蒸汽、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件。受熱面所遭受到的腐蝕主要來自鍋爐內(nèi)部高溫蒸汽的氧化腐蝕和爐管外部煤粉燃燒造成的煙氣腐蝕。因?yàn)槿紵绞讲煌⑷剂线x用不同，鍋爐受熱面的煙氣側(cè)腐蝕更為復(fù)雜，因此對(duì)鍋爐受熱面的腐蝕分析很有必要。

燃煤鍋爐煙氣側(cè)高溫腐蝕與燃燒環(huán)境中的氣體溫度、氣體成分、煤灰組成及煤粉顆粒的運(yùn)動(dòng)等諸多因素相關(guān)，其中煤灰(Fe₂O₃、Na₂SO₄、K₂SO₄、CaSO₄、SiO₂和Al₂O₃等) 和煙氣(H₂S、SO₂、SO₃、COx、和NOx等)是最主要的影響因素。燃煤鍋爐水冷壁所處溫度較低，其運(yùn)行環(huán)境中含有大量的活性硫原子和H₂S等還原性氣體，會(huì)造成水冷壁管材的嚴(yán)重腐蝕。隨著受熱面溫度升高,低熔點(diǎn)復(fù)合硫酸鹽形成并黏附在爐管外壁,腐蝕以復(fù)合硫酸鹽為主導(dǎo)。根據(jù)志盛威華工程師分析；鍋爐受熱面的主要腐蝕為硫化物腐蝕、硫酸鹽腐蝕、露點(diǎn)腐蝕。

硫化物的腐蝕：硫化物腐蝕主要是由煤中FeS₂高溫分解產(chǎn)生的活性S引起，活性S沿晶界擴(kuò)散穿過氧化層與基體反應(yīng)生產(chǎn)FeS，生成的FeS同時(shí)被氧化：3FeS+20₂→Fe₃O₄+3S，釋放出的S繼續(xù)向內(nèi)部擴(kuò)散滲透，重新形成硫化物。發(fā)生硫化物腐蝕時(shí),合金所處溫度較低且以還原性氣氛為主。在鍋爐主要受熱面中水冷壁所處溫度較低，其運(yùn)行環(huán)境中含有大量的游離態(tài)活性硫原子和HS氣體，同時(shí)低氮燃燒技術(shù)加速了還原性氣體的產(chǎn)生。因此,硫化物腐蝕主要發(fā)生在水冷壁受熱面處。

硫酸鹽的腐蝕：硫酸鹽腐蝕主要發(fā)生在鍋爐受熱面的高溫部位。在高溫下,煤灰中堿金屬氧化物吸收煙氣中 SO₃；形成低熔點(diǎn)的熔融態(tài)復(fù)合硫酸鹽。與合金表面氧化層發(fā)生溶解腐蝕反應(yīng),加速腐蝕進(jìn)程及氧化層的破裂、剝落。

露點(diǎn)腐蝕：鍋爐尾部所處溫度較低，腐蝕以硫酸露點(diǎn)腐蝕為主。露點(diǎn)腐蝕過程如下：

(1)煙氣中SO₃與水蒸氣反應(yīng)生成H₂SO₄；SO₃+H₂0→H₂S0₄

(2) H₂SO₄蒸汽凝結(jié)在管上與金屬反應(yīng):H₂SO₄+Fe→FeSO₄+H₂

有強(qiáng)吸濕性，吸收煙氣中的水蒸氣附著在金屬表面，從而加快了金屬的腐蝕速度。

了解了鍋爐受熱面的腐蝕機(jī)理后就可以根據(jù)腐蝕的原因進(jìn)行有效防護(hù)，目前方便的方法是在表面涂刷相應(yīng)的鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料，根據(jù)運(yùn)行工況和腐蝕介質(zhì)的不同，可以選擇不同的高溫防腐涂料。水冷壁受熱面可以選用ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料，有效減少硫化物的腐蝕、結(jié)焦，提高水冷壁的輻射吸熱效率；過熱器或再熱器的受熱面選用ZS-822復(fù)合陶瓷耐高溫防腐涂料，在高溫下有效防止硫酸鹽的腐蝕；省煤器受熱面選用ZS-1041鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料，能夠有效防止露點(diǎn)腐蝕。除了上述主要的腐蝕原因外，可能還存在飛灰吹損、火焰沖刷等多種腐蝕，在選用防腐材料時(shí)需要多方面的去了解工藝工況、腐蝕機(jī)理等，只有這樣才能選擇更具有針對(duì)性、效果更好的防腐材料。

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