（宁夏华电永利发电有限公司& 宁夏回族自治区银川& 750000）
&&&&&&& 摘要：对于锅炉常见的腐蚀之一氧腐蚀发生的原理，锅炉四管中最易发生部位，及发生氧腐蚀后管壁外观特征，金相组织变化等做一阐述，并介绍了相应防范措施。
&&&&&&& 关键词：锅炉 氧腐蚀 外形特点 预防措施
&&&&&&& 锅炉&四管&（水冷壁、过热器、省煤器、再热器）爆漏事故基本可以分为以下几种原因：管壁磨损、焊接质量、过热、腐蚀等。因为腐蚀造成的管壁爆管泄漏虽然在机组运行过程中所占比重不大，但是腐蚀爆漏尤其是炉内腐蚀具有突发性，一旦发生受损范围较大，容易造成大面积受热面损坏。影响较大，所以应引起足够重视。
&&&&&&& 炉内腐蚀又分为氧腐蚀、氢腐蚀、垢下腐蚀等，本文就省煤器氧腐蚀的原理，管壁内受氧腐蚀后形状特点，管材本身化学成分变化以及预防措施进行简要探讨。
一、氧腐蚀原理
&&&&&&& 氧腐蚀是在给水中残留有溶解氧，而锅炉省煤器管基本采用20G、15Cr等材质。这些材质本身含有石墨、渗碳体等，当含有杂质的金属壁与电解质溶液（酸、碱、盐）相互接触时，就会造成局部原电池，引起电流从金属的一部分流向另一部分，从而产生电化学腐蚀。
&&&&&&& 当金属表面与含有O2、CO2等不纯物的水蒸汽接触时，就像铁盒杂质处于电解质溶液一样，在纯铁与杂质之间产生电位差，形成无数个微小的腐蚀电池，电极电位小的纯铁为腐蚀电池的阳极，电极发生氧化反应，即铁失去电子成Fe2+离子进入水膜。同时，多余的电子移向阴极杂质，阴极发生还原反应，即溶解氧得到电子与水结合生成OH-离子，水膜中的Fe2+和OH-离子结合，生成Fe(OH) 2,附在铁表面上，铁便很快遭到腐蚀，其反应方程式如下：
&&&&&&& 阳极：2Fe-4e&2Fe2+
&&&&&&& 阴极：O2+2H2O +4e&4OH-
&&&&&&& 总反应方程式：2Fe+O2+2H20&2Fe(OH) 2
&&&&&&& 然后Fe(OH) 2被蒸汽中的氧气进一步氧化为Fe(OH) 3，即发生如下反应：24Fe(OH)2+O2+2H20=4Fe(OH)3
&&&&&&& Fe(OH) 3及其脱水产物Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分。
&&&&&&& 除此之外，锅炉的金属表面还常氧气分布不均匀引起腐蚀，原因是在有电解质存在的情况下，在高氧浓度和低氧浓度部位的金属之间会产生电位差，这样，由于氧气浓度不同而形成了浓差电位，高氧浓度部位的金属为腐蚀电池的阴极，低氧浓度部位的金属为腐蚀电池的阳，于是，就产生了和上述原理相同的腐蚀过程，金属遭到破坏。
&&&&&&& 水中溶解氧不仅直接腐蚀锅炉金属，而且破坏了金属表面上的致密保护膜Fe(OH) 2沉淀，因此，氧对热力设备腐蚀影响极大。一般情况下，金属腐蚀速度与氧的浓度成正比。
二、氧腐蚀造成爆管外形特点
&&&&&&& 以宁煤烯烃公司2#炉2013年12月份省煤器爆管为例，管壁规格&32*4，材质20G，泄漏部位为省煤器入口集箱出口管座外300mm处。爆管后在泄漏部位附近取三段进行分析，分别取自爆管处，爆管左侧平行第一根，右侧平行第一根。做纵向剖分宏观特征如图：
&&&&&&&& （一）内壁表面特征
&&&&&&& 取1#、2#省煤器管样，沿纵向剖开成未泄漏（减薄）侧和泄漏（减薄）侧两半，进行内壁表面形貌分析。壁表面形貌见照片1#、2#分析结果如下：
&&&&&&& 1、1#、2#省煤器管样内壁均为溃疡状、小孔型的局部腐蚀。且小孔大小不均，数量较多，在泄漏部位小孔较为密集，其余部位呈均匀状分布。
&&&&&&& 2、1#、2#管样内壁垢的表层基本全部为砖红色，其上分布黄褐色的小鼓包和少量黑褐色垢。
&&&&&&& 以上宏观特征为氧腐蚀形态的典型特征，可以看出2#炉炉水含氧量过高。
&&&&&&& （二）体镜形象
&&&&&&& 在体镜下分析省煤器管外壁表面形貌，特征如下：
&&&&&&& 1、1#管样泄漏口附近及&凹陷&区有密集的黑褐色的&凹起&，局部由黄褐色的腐蚀产物。
&&&&&&& 2、2#管样&凹陷&区有桔黄垢和局部土灰色垢，腐蚀减薄区周围有的黑褐色垢脱落。
&&&&&&& 3、1#管样减薄区有大小不一的圆形&坑&，有的&坑&还镶嵌灰褐色物质，也有&慧星&状、近似椭圆形的较大的凹坑。
&&&&&&& （三）化学成份
&&&&&&& 对此两段管样取粉末样进行化学成份分析，检验结果和GB/《高R锅炉用无缝钢管》对20G钢管的化学成分技术条件列于下表。
&&&&&&& 从表中数据可以看出：
&&&&&&& 所检2#、3#管样材料的化学成份均符合GB/《高R锅炉用无缝钢管》对20G钢管的化学成分技术条件要求。
&&&&&&& （四）机械性能
&&&&&&& 对试样1进行室温拉伸实验，分两部分，爆口附件管壁减薄侧和未减薄侧拉伸实验结果和GB/《高R锅炉用无缝钢管》对20G钢管的拉伸性能技术条件要求列于下表。
&&&&&&& 从表中数据可以看出，管样对侧抗拉强度Rm、下屈服强度Rel符合GB《高R锅炉用无缝钢管》对20G钢管的拉伸性能要求，管壁减薄对侧的断后伸长率A符合标准要求，减薄侧的断后伸长率A低于标准要求（&24%）,伸长率A为19.5%，这可能与管壁损伤有关。
&&&&&&& （五）金相分析
&&&&&&& 从1#、2#省煤器管样上取金相样，经镶嵌，磨制，抛光，侵蚀工艺处理后，采用ZELSS.Imager.A1mjian研究型金相显微镜，在不同放大倍数下进行泄漏侧（减薄侧）、泄漏对侧（减薄对侧）的金相分析。
&&&&&&& （1）金相组织
&&&&&&& 对1#、2#省煤器管样泄漏侧（减薄侧）、泄漏对侧（减薄对侧）的金相组织进行分析。结果如下：
&&&&&&& 1、1#样材料的金相组织为珠光体+铁素体，晶粒度7-8级。晶粒沿爆口方向拉长，为韧性断裂。
&&&&&&& 2、2#样材料的金相组织为珠光体+铁素体，晶粒度7-8级，金相组织无形变特征。
&&&&&&& 总之，对抽检的三段2#炉省煤器管样未发现珠光体球化、重新相变和蠕变、蠕变空洞等组织损伤特征，其泄漏与超温无关。
&&&&&&& （2）脱碳层检验
&&&&&&& 对1#、2#金相显微镜下进行内部外壁脱碳层检验，结果表明：1#管样内壁局部有脱碳现象，脱碳层深度约为0.04mm，外壁无脱碳现象，2#管样内壁均无明显的脱碳现象。
&&&&&&& 分析原因1#管样局部脱碳现象与泄漏点位置有关。
&&&&&&& 根据实例可以看出，炉管发生氧腐蚀有以下几方面特点：
&&&&&&& 1、从爆管发生部位来看，氧腐蚀主要发生在省煤器入口段的内壁，严重的可达省煤器中部乃至锅炉水冷壁。
&&&&&&& 2、从爆口腐蚀点分布看，在爆口位置附近腐蚀坑成集中布置状，但在非泄漏区域管段同样呈现氧腐蚀现象，其分布扩散。说明在爆口首先会出现在腐蚀严重管壁薄弱段。说明氧腐蚀所造成的破坏面较大。
&&&&&&& 3、从爆口形态上看，爆口附近形成很多小鼓包，其直径大小为1&15mm不等，鼓包内黑色产物被清除后，可以看到金属表面出现的
溃疡状腐蚀坑。
&&&&&&& 4、从管壁金相分析来看，爆口为正常的珠光体+铁素体组织，晶粒沿爆口方向拉长，为韧性断裂。
三、氧腐蚀的预防措施
&&&&&&& （1）保证除氧器运行工况稳定。
&&&&&&& （2）加强对凝结水系统疏水及法兰等的内漏检查。
&&&&&&& （3）当负荷变动时，回热系统运行工况变化应加以重视，防治压力变化时，空气经疏水阀门进入给水系统。
&&&&&&& （4）在锅炉停运时，加强锅炉保养措施。
&&&&&&& 参考文献
&&&&&&& [1]金属的电化学腐蚀和防护 人民教育出版社
&&&&&&& [2]电厂金属材料水利电力出版社&& 1979年
&&&&&&& [2]大容量锅炉四管爆漏问题& 赵旺初& 锅炉技术
&&&&&&& [3]氧腐蚀对工业锅炉的危害及其防治 陈炳华 中国设备工程 2003（4）：29-30
您可能感兴趣的其他文章
&&站长推荐
&&期刊推荐
&&原创来稿文章
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的邮件地址:
写信给编辑
您的邮件地址:化学腐蚀法/金相腐蚀
　　化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显示出其试样的组织形貌。 　　纯金属及单相合金的腐蚀是一个化学溶解的过程。由于晶界上原子排列不规则，具有较高自由能，所以晶界易受腐蚀而呈凹沟，使组织显示出来，在显微镜下可以看到多边形的晶粒。若腐蚀较深，则由于各晶粒位向不同，不同的晶面溶解速率不同，腐蚀后的显微平面与原磨面的角度不同，在垂直光线照射下，反射进入物镜的光线不同，可看到明暗不同的晶粒。 　　
&&& 两相合金的腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。两个组成相具有不同的电极电位，在腐蚀剂中，形成极多微小的局部电池。具有较高负电位的一相成为阳极，被溶入电解液中而逐渐凹下去；具有较高正电位的另一相为阴极，保持原来的平面高度。因而在显微镜下可清楚地显示出合金的两相。图为镁-锌合金与珠光体组织两相腐蚀后的情况。多相合金的腐蚀，主要也是一个电化学的溶解过程。在腐蚀过程中腐蚀剂对各个相有不同程度的溶解。必须适用合适的腐蚀剂，如果一种腐蚀剂不能将全部组织显示出来，就应采取两种或更多的腐蚀剂依次腐蚀，使之逐渐显示出各相组织，这种方法也叫选择腐蚀法。另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各相发生化学反应，形成一层厚薄不均的膜(或反应沉淀物)，在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。
&&& 化学腐蚀的方法是显示金相组织最常用的方法。其操作方法是：将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净，用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。
电解腐蚀法/金相腐蚀
&&& 电解腐蚀所用的设备与电解抛光相同，只是工作电压和工作电流比电解抛光时小。这时在试样磨面上一般不形成一层薄膜，由于各相之间和晶粒与晶界之间电位不同，在微弱电流的作用下各相腐蚀程度不同，因而显示出组织。此法适于抗腐蚀性能强、难于用化学腐蚀法腐蚀的材料。 　　
&&& 若试样制备好后需要长期保存，则需要在腐蚀过的试样观察面上涂上一层极薄的保护膜，常用的有火棉胶或指甲油等。&
常见化学侵蚀剂/金相腐蚀
成 分&；工 作 条 件；用 途 　　
硝酸 1~5mL ，酒精 100mL；几秒--1min；碳钢、合金钢、铸铁 　　
苦味酸 4g ，酒精 100mL；几秒--几分钟；显示细微组织 　　
盐酸 5mL ，苦味酸 1g ，酒精 100mL；几秒--1min&；&奥氏体晶粒，回火马氏体 　　
盐酸 15mL ，酒精 100mL；几分钟；&氧化法晶粒度 　　
硫酸铜 4g ，盐酸 20mL ，水 20mL； 浸入法；&不锈钢，氮化层 　　
苦味酸 2g ，氢氧化钠 25g ，水 100mL；煮沸 15min&；渗碳体染色，铁素体不染色 　　
盐酸 3 份，硝酸 1 份 静置 24h&；浸入法；奥氏体及铬镍合金 　　
盐酸 10mL ，硝酸 3mL ，酒精 100mL；2--10min；&高速钢 　　
苦味酸 3~ 5g ，酒精 100mL 浸入法；10--20min；铝合金 　　
氢氟酸 2mL,盐酸 3mL,硝酸 5mL,水 95mL；浸蚀法5~10分钟；&铝材及铝合金材料 　　
盐酸 10mL ，硝酸 10mL；& 70 ℃；铜合金 　　
盐酸 2~5mL ，酒精 100mL；几秒--几分钟；&巴氏合金 　　
氯化铁 5g ，盐酸 50mL ，水 100mL；几秒--几分钟；&纯铜、黄铜、青铜 　　
盐酸 2mL ，水 100mL；室温；镁合金 　　
硝酸 10mL ，盐酸 25mL ，水；200mL & 1min&；铅及铅锡合金 　　
30%双氧水，20%氨水 1：1混合；5~6秒；银及合金 　　
&&& 最常用的侵蚀剂是4%的硝酸酒精，对于一般的钢和很多有色金属都可以，但也有很多材料需要专门的侵蚀剂，比如钨就要乳酸和氢氟酸混配，或是铁氰化钾，许多耐蚀性好的材料要用苦味酸（剧毒）。 　　
&&& 侵蚀剂的配方有很多种，往往都有针对性，需要由所要侵蚀材料而定。所以手边最好有一本手册，既可以是专门的金相手册，也可以是金属材料手册（金属材料手册都会讲明该材料如何做金相分析）。
金属材料常用腐蚀剂/金相腐蚀
&腐蚀剂名称
&成分ml(g)
&硝酸酒精溶液
&&& 酒精100
&温室腐蚀数秒
&碳钢及低合金钢，能清晰的
显示铁素体晶界
&苦味酸酒精溶液
&&& 酒精100
&温室腐蚀数秒
&碳钢及低合金钢，能清晰的
显示珠光体和碳化
&|&相关影像
互动百科的词条（含所附图片）系由网友上传，如果涉嫌侵权，请与客服联系，我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可，禁止商业网站等复制、抓取本站内容；合理使用者，请注明来源于。
登录后使用互动百科的服务，将会得到个性化的提示和帮助，还有机会和专业认证智愿者沟通。
此词条还可添加&
编辑次数：4次
参与编辑人数：4位
最近更新时间： 12:55:00
贡献光荣榜小木虫 --- 500万硕博科研人员喜爱的学术科研平台
&&查看话题
金相腐蚀的原理是什么啊？ 求大侠解答。。。
请问大家金相腐蚀的原理是什么 ？如何判断 哪个相是白色还是黑色啊？
谢谢各位大侠啊。。
研究生必备与500万研究生在线互动！
扫描下载送金币
浏览器进程
打开微信扫一扫
随时随地聊科研镁合金的金相腐蚀方式有哪几种？
一些人不清楚镁合金的金相腐蚀方式有哪几种？下面由沃德普略略的说一下。
合金的腐蚀方式通常有两种情况：一是在一般环境中的腐蚀，称“一般腐蚀”或“环境腐蚀”，也称“化学腐蚀”，二是在原电池环境下产生的“电化学腐蚀”。
暴露在干燥的空气中时镁合金表面会形成一层很薄的膜，这层膜在没水接触的情况下很稳定，此时就不会发生腐蚀现象。但在实际操作环境中可能会与水或水气接触，这时就会导致膜（表面）的颜色变深（从浅灰到深灰）。如果进一步暴露在液态水和空气中，就会继续跟空气中的CO2与H2O反应生成碳酸盐，使这层膜变厚。一般情况下这层膜足够稳定，具有一定的保护性，此时不需要作任何处理亦可使用。例如汽车自动（刹车）闸外壳，就不需要外加保护措施。
当使用高纯度AZ91D时，也不需要保护措施。即使车与路面溅起的水接触，也不需要保护，因为这层膜在中性、碱性（或一般条件下）比较稳定，具有保护作用。
但是，如果在设计上存在有水进入（或残留）的问题，或者在使用过程中遇到含盐的环境（如海水），就会形成一个微电池环境，产生较为严重的电化学腐蚀，包括在中性、碱性环境中都会产生类似的腐蚀。此时就需要一个良好的表面处理保护措施。
&沃德普显微镜
由上所知，电化学腐蚀是镁合金腐蚀的主要方式，在中性、碱性环境中，电化学腐蚀的原理如下
其化学反应原理如下：
Mg-2e=Mg2+ （阳极反应）
2H2O+2e=H2+OH-（阴极反应）
Mg2++2OH-=Mg(OH)2（腐蚀产物）
总反应为Mg+2H2O= Mg(OH)2+ H2
在上述反应中，镁作为阳极失去电子而腐蚀，在阴极释放电子产生氢气。通常情况下，阴极可能是外部与镁合金相接触的其它金属部件，也可能是合金元素或杂质元素，它们与镁合金基体形成原电池，诱发电极反应，产生电化学腐蚀。
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。常用的金相试片腐蚀液有哪几种?_电镀百科_中国百科网
常用的金相试片腐蚀液有哪几种?
    &&&金相试片在经抛光后，需要经过适当腐蚀，才能用来进行显微镜观测，否则金属组织的金相结构会不清晰而妨碍观察。常用的金相腐蚀液有如下几种。&&&(1)对于钢上的镍或铬镀层&&&对钢的浸蚀剂&&硝酸(相对密度l．42)&&&5％(体积)&&&乙醇(95％)&&&95％(体积)&&&(2)对于铜和铜合金上的镍，包括钢、锌及锌基合金上的铜底层对铜的浸蚀剂氨水&&&&&&&&&&&&(相对密度0．90)&&&&&&&&&1％&&&&&&&&&(体积)双氧水(3％)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1％(体积)(3)对于钢上的锌或镉镀层，或者锌基合金上直接镀镍层锌或镉的浸蚀剂&&&&铬酐&&&&&&&&&&&200g／L硫酸钠&&&&&&&&&15g／L对于浸蚀完成的试片，要充分清洗干净，干燥、冷却后，再以带有标尺的测微目镜的显微镜检验。
Copyright by ；All rights reserved.}