工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中使用碳鋼翅片管容易出現(xiàn)哪些腐蝕問(wèn)題

工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的碳鋼翅片管，因翅片能擴(kuò)大換熱面積，常用于鍋爐本體換熱或煙氣余熱回收環(huán)節(jié)。但鍋爐系統(tǒng)內(nèi)高溫、高濕，且介質(zhì)含腐蝕性成分，碳鋼材質(zhì)的抗蝕性有限，易出現(xiàn)多種腐蝕問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅會(huì)削弱換熱效率，還可能導(dǎo)致翅片管破損泄漏，影響鍋爐整體運(yùn)行安全。其腐蝕問(wèn)題多與介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工況條件相關(guān)，主要集中在以下四類(lèi)場(chǎng)景。

碳鋼翅片管

一、氧腐蝕：高溫鍋爐水中的主要威脅

氧腐蝕是碳鋼翅片管在鍋爐水側(cè)最常見(jiàn)的腐蝕類(lèi)型，核心誘因是鍋爐水除氧不徹底。鍋爐運(yùn)行時(shí)，若給水或補(bǔ)水中的溶解氧未通過(guò)除氧器完全去除，高溫環(huán)境會(huì)加速氧氣與碳鋼的化學(xué)反應(yīng) —— 氧氣在翅片管表面吸附，與鐵反應(yīng)生成疏松的鐵銹。

這些鐵銹不僅會(huì)附著在翅片和管內(nèi)壁，阻礙熱量傳遞，還會(huì)因結(jié)構(gòu)疏松導(dǎo)致水流沖刷時(shí)脫落，形成 “鐵垢” 堆積在管內(nèi)，進(jìn)一步縮小流通截面；更嚴(yán)重的是，氧腐蝕會(huì)在碳鋼表面形成深淺不一的腐蝕坑，隨著腐蝕加深，坑點(diǎn)會(huì)逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致翅片管管壁變薄、出現(xiàn)穿孔，引發(fā)鍋爐水泄漏。

碳鋼翅片管

二、縫隙腐蝕：翅片與基管連接的隱蔽隱患

碳鋼翅片管的翅片與基管存在微小縫隙，這些縫隙易成為腐蝕的 “隱蔽點(diǎn)”，即縫隙腐蝕。鍋爐水中含有鹽分和雜質(zhì)，運(yùn)行過(guò)程中，這些物質(zhì)會(huì)隨水流滲入翅片與基管的縫隙內(nèi)。由于縫隙空間狹窄，內(nèi)部的水無(wú)法與外部水體充分流通，水分蒸發(fā)后，縫隙內(nèi)的鹽分濃度會(huì)逐漸升高，形成局部高濃度電解質(zhì)環(huán)境。

這種環(huán)境會(huì)破壞碳鋼表面的氧化保護(hù)膜，導(dǎo)致縫隙內(nèi)的碳鋼發(fā)生電化學(xué)腐蝕 —— 縫隙內(nèi)側(cè)為陽(yáng)極，持續(xù)被腐蝕溶解，而縫隙外側(cè)為陰極，腐蝕程度極輕，最終在連接部位形成溝槽狀腐蝕痕跡。若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，縫隙腐蝕會(huì)逐漸深入基管或翅片根部，導(dǎo)致翅片脫落、基管破損，直接影響翅片管的換熱結(jié)構(gòu)完整性。

碳鋼翅片管

三、低溫露點(diǎn)腐蝕：煙氣側(cè)的常見(jiàn)難題

若碳鋼翅片管用于鍋爐煙氣余熱回收，則易在煙氣側(cè)出現(xiàn)低溫露點(diǎn)腐蝕。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中，含有硫氧化物（SO?、SO?）、氮氧化物（NO?）等酸性成分，這些成分會(huì)與煙氣中的水蒸氣結(jié)合，形成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)。當(dāng)碳鋼翅片管的表面溫度低于這些酸性物質(zhì)的 “酸露點(diǎn)”時(shí)，酸性蒸汽會(huì)在翅片表面凝結(jié)成液態(tài)酸。液態(tài)酸會(huì)快速溶解碳鋼表面的氧化膜，持續(xù)與碳鋼反應(yīng)，導(dǎo)致翅片表面出現(xiàn)均勻腐蝕或點(diǎn)蝕 —— 表現(xiàn)為翅片表面發(fā)暗、出現(xiàn)銹跡，嚴(yán)重時(shí)翅片會(huì)因腐蝕變薄、斷裂，不僅失去換熱作用，還可能導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物隨煙氣進(jìn)入鍋爐本體，污染鍋爐水。

碳鋼翅片管

四、應(yīng)力腐蝕：焊接部位的薄弱環(huán)節(jié)

碳鋼翅片管的焊接部位，易因殘余應(yīng)力與介質(zhì)共同作用，出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。翅片管加工時(shí)，焊接過(guò)程會(huì)產(chǎn)生局部殘余應(yīng)力（如拉伸應(yīng)力），而鍋爐系統(tǒng)中的介質(zhì)會(huì)成為腐蝕誘因。

碳鋼翅片管

在 “應(yīng)力 + 腐蝕介質(zhì)” 的雙重作用下，焊接部位的碳鋼表面會(huì)先出現(xiàn)微小裂紋，這些裂紋會(huì)在應(yīng)力驅(qū)動(dòng)下緩慢擴(kuò)展 —— 初期裂紋隱蔽，難以通過(guò)肉眼發(fā)現(xiàn)，隨著運(yùn)行時(shí)間增加，裂紋會(huì)逐漸深入管體內(nèi)部，最終導(dǎo)致焊接部位出現(xiàn)穿透性裂紋，引發(fā)介質(zhì)泄漏。這種腐蝕問(wèn)題的危險(xiǎn)性在于，裂紋擴(kuò)展過(guò)程中無(wú)明顯腐蝕產(chǎn)物堆積，易被忽視，可能突然導(dǎo)致翅片管失效，影響鍋爐系統(tǒng)安全運(yùn)行。