【正文】 最為嚴(yán)重，這是因?yàn)檠踉谒械娜芙舛纫蛩軣岫冃?，溶解氧逐漸釋放出來而向榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11上涌動，但不能流向爐外，使?fàn)t水上部溶解氧達(dá)到飽和，氧還以氣泡的形態(tài)吸附于盤管上。氧腐蝕的形態(tài)主要為潰瘍型和斑點(diǎn)狀的局部腐蝕及均勻腐蝕。在微堿性條件下，其腐蝕產(chǎn)物愈積愈多呈現(xiàn)出毛刺狀及銹瘤，這也加劇了氧濃差腐蝕。這種腐蝕在爐殼水側(cè)任何部位均有發(fā)生，特別是熱負(fù)荷較高的煙氣管及爐膛水側(cè)外壁等處，在壁溫較高時，極易使 Cl及 SO 發(fā)生局部濃縮而增大發(fā)生點(diǎn)蝕的可能性。在加熱爐中主要發(fā)生在煙氣管水側(cè)外壁及爐殼上部，這是因?yàn)?（1）用的水為地下水，而地下水中一般都含有一定的溶解性 CO2,在爐水受熱后會很快釋放出來而吸附于金屬表面產(chǎn)生 CO2 腐蝕。CO 2溶解度隨壓力增大而增大，又隨溫度上升而下降，并且水中的某些礦物質(zhì)會影響 CO2的溶解度。(2)水中的碳酸鹽堿度在受熱后發(fā)生分解引起局部區(qū)域的 pH 值下降而產(chǎn)生腐天然氣加熱爐的腐蝕研究12蝕: 2HCO3→CO 2+CO32+H2O酸腐蝕主要是均勻腐蝕，其對金屬的腐蝕程度及對構(gòu)件的強(qiáng)度影響不大，但其腐蝕產(chǎn)物(Fe 2+和 Fe3+)容易在爐內(nèi)產(chǎn)生鐵垢及垢下腐蝕。這類腐蝕主要發(fā)生在爐膛水側(cè)壁及煙氣管水側(cè)壁表面。氧化鐵在高熱負(fù)荷部位的存在極易發(fā)生氧化鐵垢腐蝕。 陽極反應(yīng)：Fe→Fe 2++2e 陰極反應(yīng)：Fe(OH) 3+e→Fe(OH) 2+OH Fe3O4+H20+2e→3FeO+2OH 腐蝕產(chǎn)生氧化鐵垢，氧化鐵垢的存在會使此類腐蝕的發(fā)展互為因果、互為促進(jìn)，使金屬產(chǎn)生嚴(yán)重的垢下腐蝕。(3)在垢下因金屬過熱而產(chǎn)生汽水腐蝕:3Fe+H2O→Fe 3O4+H2氧化鐵垢的腐蝕形態(tài)主要表現(xiàn)為:較大面積的結(jié)垢腐蝕，垢呈黑褐色魚鱗狀，垢下金屬大部分遭到腐蝕，呈現(xiàn)凹凸不平的麻坑。 干濕線腐蝕此種腐蝕屬局部腐蝕的范疇，發(fā)生在空氣與水的界面處，由于界面上下干濕線交替而產(chǎn)生氧濃差電池發(fā)生腐蝕。 堿腐蝕堿腐蝕在加熱爐中出現(xiàn)的幾率較少。 Fe3O4+4NaOH→2NaFeO 2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH→Na 2FeO2+H2這類腐蝕主要發(fā)生在熱負(fù)荷較高的爐膛水側(cè)壁、煙氣管水側(cè)壁及彎管等應(yīng)力集中處，腐蝕形態(tài)呈溝槽或凹陷等的局部潰瘍狀腐蝕。煙氣中含有水蒸氣、CO 2以及剩余氧氣。 二氧化碳引起的氫去極化腐蝕。當(dāng)壓力在 以上時,氫離子會快速擴(kuò)散進(jìn)入金屬而使金屬變脆損壞。CO 2與含水蒸氣的煙氣一起,在對流過程中一部分被排出煙囪,另一部分沿火筒、煙道、煙箱和煙囪等通道流動。H 2CO3部分解析產(chǎn)生 H+,對鋼材發(fā)生氫去極化腐蝕。水套中的水使用的是自來水,在初期該水中溶解有大量的氧氣而發(fā)生溶解氧腐蝕,由于水溫長期保持在 30～40℃,換水周期一般為 2～3 月,溶解氧隨著水蒸氣逐漸蒸發(fā)而減少,所以該部位的腐蝕不嚴(yán)重。由于這些生成物比較疏松,沒有保護(hù)性,一旦在金屬表面的某一點(diǎn)發(fā)生腐蝕,就會持續(xù)下去。另一方面生成氧化鐵層,腐蝕產(chǎn)物阻止了氧的擴(kuò)散,在腐蝕產(chǎn)物下形成缺氧的陽極區(qū),外部便形成了富氧的陰極區(qū),從而構(gòu)成了一個濃差電池,兩部分的差異,加速了腐蝕反應(yīng)速率。主要原因有:①如果水套中裝有水,外界空氣大量進(jìn)入水套,使水套里的金屬內(nèi)表面以及浸于水套中的高壓天然氣管線的外表面發(fā)生溶解氧腐蝕。同時大氣中的氧氣溶解于煙道、火筒、煙箱等金屬內(nèi)表面的凝結(jié)水膜中,發(fā)生溶解氧腐蝕。為解決加熱爐的腐蝕問題，提出以下措施:(l)加熱爐進(jìn)行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹，并對其進(jìn)行預(yù)膜和鈍化處理。(4)對加熱爐給水進(jìn)行緩蝕阻垢處理，加人緩蝕阻垢劑。 防止煙氣腐蝕。用耐火泥堵塞 1～3 根煙道的兩端,減少煙氣的熱交換面積 ～ 2,將煙氣溫度提高到 50～60℃,減少冷凝水的產(chǎn)生,從而減少 O2和 CO2腐蝕。(2)縮短水套加熱爐的啟動升溫時間。方法一:加冷水到水套的2/3 水位后再升溫,用最大供熱量在最短的時間內(nèi)使水溫升高到工況要求,一般為3h。整個過程中,使水溫一直高于煙氣的露點(diǎn)溫度,既確保加熱保溫,又防止煙氣在排出煙囪之前產(chǎn)生冷凝水。將煙囪由鐵質(zhì)換成防腐復(fù)合材質(zhì),現(xiàn)場實(shí)踐 10 多年來,效果良好。在煙箱封頭的內(nèi)壁涂防腐材料,隔離煙箱的金屬與冷凝水,但使用兩三年左右,也會因?yàn)榇嬖诟g造成防腐材料從煙箱內(nèi)壁上脫落。在煙囪下方的煙箱底部安裝兩根引流管 223150mm,將冷凝水從煙箱內(nèi)向外排出。缺點(diǎn)是增加的引流管容易引起漏風(fēng),導(dǎo)致火頭處的配風(fēng)不足并將降低煙氣的對流作用。、火筒、煙箱的選材和加工工藝。(2)用化學(xué)方法在煙道、火筒、煙箱的封頭等金屬表面生成一層致密的氧化膜,如烤藍(lán)、煮黑等。（2） 主要儀器和設(shè)備電子天平：MP1002 上海精密儀器儀表有限公司；光學(xué)讀數(shù)分析天平：TG528B上海天平儀器公司；電熱恒溫水浴鍋： 北京長安科學(xué)儀器廠；電熱恒溫干燥箱：2021 上海市試驗(yàn)儀器廠；紅外線快速干燥器：ES701 杭州曼聯(lián)有限公司；游標(biāo)卡尺：廣州市廣精精密儀器有限公司；電吹風(fēng)機(jī)：EH5262A/P 松下電器中國有限公司；超聲清洗儀 HB1700 深圳恒波超聲設(shè)備有限公司。兩種掛片外形尺寸如下：外購掛片尺寸（mm）： lbh , 5025（～） ；自行加工掛片尺寸（mm）： lbh , 30144 。時間在篩選試驗(yàn)時為 4 天，在驗(yàn)證試驗(yàn)時為 10 天。天然氣加熱爐的腐蝕研究18 操作步驟（1） 掛片的打磨 掛片的打磨是將加工好的試片表面，先用 400 號的砂紙進(jìn)行粗研磨，以去掉原始金屬表面層，再用 600 號的砂紙進(jìn)行細(xì)研磨。（3）試樣的編號 離試樣一邊約 3mm 處打上可辨認(rèn)的編號，對試樣進(jìn)行標(biāo)記。取出試片放在濾紙上，用冷風(fēng)吹干后再用濾紙將試片包好，貯于干燥器內(nèi)干燥，放置 1h 后再測量尺寸和稱重，精確至 。每組試驗(yàn)至少做三個平行試驗(yàn)，每個平行試驗(yàn)三角瓶中掛三個試片。在每組試驗(yàn)中均要同時做未加緩蝕劑的掛片空白試驗(yàn)。（6） 掛片緩蝕試驗(yàn)后處理 將以達(dá)到試驗(yàn)周期的試片取出，觀察、記錄表面腐蝕狀態(tài)及腐蝕產(chǎn)物粘附情況，立即用清水沖洗掉試驗(yàn)介質(zhì)，并用濾紙擦干。將試片取出放入酸清洗液中沖去表面殘酸后，立即將試片浸入氫氧化鈉溶液中，30s 后再用自來水沖洗，然后放入無水乙醇中浸泡約 5min，清洗脫水兩次。 腐蝕速率計(jì)算方法 ［7］以 mm/a 表示的腐蝕率 X 1，其值按下式計(jì)算： X1= ????0 0876876WWADTADT?????榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19式中： W——試片質(zhì)量損失，g；W0 ——試片酸洗空白試驗(yàn)的質(zhì)量損失平均值，g；A ——試片的表面積，cm 2；D ——試片的密度，g/cm 3；T——試片的試驗(yàn)時間，h；8760——與一年相當(dāng)?shù)男r數(shù)，h/a；10——與 1cm 相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)，mm/cm。試驗(yàn)結(jié)果見表 61。對篩選出的性能理想的緩蝕阻垢劑，為了驗(yàn)證其重復(fù)性和可靠性，又進(jìn)行了重復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果見表 62，由表可知重復(fù)性良好。 清洗劑的清洗原理和要求在生產(chǎn)和工業(yè)加工的許多領(lǐng)域一般都需要清洗工序。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種含有表面活性劑的金屬清洗劑被應(yīng)用于清洗工藝，其與酸性清洗劑和堿性清洗劑相比具有防銹性好，低毒，安全，腐蝕性小，洗劑無泡沫，適用于高壓清洗，可在常溫下使用，適用于多種金屬材料等。工業(yè)清洗劑的品種也日益增多，從通用型向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展。金屬清洗劑的清洗原理是表面活性劑去污作用 ［9］ 的應(yīng)用。可見，金屬清洗劑的清洗是基于清洗液與金屬表面間的活性作用及機(jī)械力或液力的綜合作用。 (1)清洗過程 在清洗時，通過一些化學(xué)物質(zhì)的作用以減弱和消除銹垢在載體之間的相互作用，使銹垢與載體的結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)殇P垢與洗滌劑的結(jié)合，最終使銹垢與載體脫離。銹垢 ＋ 洗滌劑 天然氣加熱爐的腐蝕研究26載體 ＋ 銹垢清洗過程是一個可逆過程，分散，懸浮于介質(zhì)中的銹垢也有可能從介質(zhì)中重新沉淀到被洗物上。離子型表面活性劑在固體污垢及其載體表面上的吸附有可能增加固體污垢及其載體面的表面電勢，更有利于污垢的去除。陽離子表面活性劑，由于它們的吸附會使污垢質(zhì)點(diǎn)及其載體表面的負(fù)表面電勢降低或消除，使得污垢與表面之間的排斥降低，因而不利于去除污垢；再者，陽離子表面活性劑在固體表面吸附以后，往往將固體表面變成疏水性，因而不利于表面的潤濕也就不利于洗滌。煙灰，塵土，泥沙，炭黑等在衣服上的黏附屬于物理黏附?；瘜W(xué)黏附是指污垢通過化學(xué)鍵或氫鍵作用到物體上的現(xiàn)象。鐵銹的黏附就屬于化學(xué)黏附。所以其清洗要求如下：（1）清洗和去污作用 對清洗劑的要求首先是有良好的清洗和去污作用，但不是所有的表面活性劑都以相同的方法實(shí)現(xiàn)這種要求，一些低泡沫表面活性劑的清洗和去污效果差，抑泡作用的表面活性劑與去污力強(qiáng)的表面活性劑混合使用時，效果較好，能使其去污效果達(dá)到理想程度。但泡沫迅猛形成會干擾清洗效果，不能采用噴洗方法，清洗產(chǎn)生過量泡沫會增加產(chǎn)品損失、阻礙表面油的沖洗及污垢的沉淀和分離，并影響表面清洗液的排除，陰離子表面活性劑泡沫多，不能用于噴洗法或其他對泡沫敏感的工業(yè)清洗方法，非離子表面活性劑具有抑泡性能，與去污力強(qiáng)和泡沫低的表面活性劑混合使用才能得到良好的清洗和去污作用。如磷酸鹽、硅酸鹽或堿，可提高清洗和去污效果許多倍，助洗劑還有助于分散和乳化作用，能除去顏料污垢和沉積物，但添加助劑會使表面活性劑溶解度降低，造成表面活性劑分離、沉淀排出量增加和過高的消耗。（4）化學(xué)穩(wěn)定性 表面活性劑對酸、堿和氧化劑的化學(xué)穩(wěn)定性對其選擇也起決定性作用，如表面活性劑用于食品工業(yè)的含活性氯或過氧化物的殺菌和消毒液時，從耐酸和耐堿性來看，磺酸鹽型陰離子表面活性劑可以達(dá)到所提出的要求，但由于其泡沫形成能力強(qiáng)，一般只能很有限地使用。（5）乳化作用 在工業(yè)清洗劑中趨向使用去污效果好的，但乳化能力盡可能低的表面活性劑。此外乳化還會使廢水難于凈化處理。在食品工業(yè)中這是一個很重要的要求，以防止污染食品。由于沖洗過程中解吸作用的重要性，在工業(yè)清洗時不能使用表面活性劑中的消泡劑，如硅酮形式的產(chǎn)品，這類消泡劑產(chǎn)品在一次沖洗過程中不能從洗滌物表面被除去 ［13］ 。通過研究發(fā)現(xiàn)加熱爐腐蝕主要表現(xiàn)為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，其中氧腐蝕是最主要原因。防止加熱爐水側(cè)部位的腐蝕措施主要為：(l)加熱爐進(jìn)行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹，并對其進(jìn)行預(yù)膜和鈍化處理。(4)對加熱爐給水進(jìn)行緩蝕阻垢處理，加人緩蝕阻垢劑。防止煙氣腐蝕的主要措施為提高煙氣的排出溫度，縮短水套加熱爐的啟動升溫時間，更換煙囪的材質(zhì)，在煙箱涂防腐材料，安裝引流管排出冷凝水。Comment [MU2]: 請仔細(xì)修改榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29參考文獻(xiàn)［1］楊志剛，張寧生，(Ⅰ)［J］.天然氣工業(yè)，2022,25(4):160163.［2］［J].化學(xué)清洗，(4):16 一 18.［3］張麗，［M].北京:石油工業(yè)出版社， 一 32.［4］［J].質(zhì)量天地，2022，2(7):63［5］鄭家桑，［J].石油學(xué)報(bào)，1995，16(3):134 一138.［6］、腐蝕原因分析與解決對策［J].冶金動力，10(3):34 一 36.［7］.［8］王慎敏，劉瑩，、制備工藝與配方實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022.［9］肖進(jìn)新，[M].北京:.［10］[J].材料保護(hù)，2022,36(7):57.［11］[M].北京:.［12］[M] 北京:.［13］[M].天然氣加熱爐的腐蝕研究30致謝轉(zhuǎn)眼間，我已經(jīng)在榆林學(xué)院度過了四個年頭。他們使我堅(jiān)定了人生的方向，獲得了追求的動力，留下了大學(xué)生活的美好回憶。從論文的選題到結(jié)構(gòu)安排，從內(nèi)容到文字潤飾，都凝聚了他大量的心血。沒有您的悉心指導(dǎo)就沒有這篇論文的順利完成。在此，請?jiān)试S我向尊敬的范曉勇老師表示真摯的謝意！ 感謝班主任薛成虎老師，四年的生活相處不久，卻從您身上學(xué)到了太多，必將終身受益。 感謝我的父母，沒有你們，就沒有我的今天，你們的支持與鼓勵，永遠(yuǎn)是支撐我前進(jìn)的最大動力。榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3