40 8-2 游离CO2腐蚀.ppt

第1页：游离CO2腐蚀的实质

游离CO2腐蚀的实质：游离CO2指水中以CO2和H2CO3形式存在的CO2。游离CO2腐蚀实质是H+的阴极去极化作用而产生的析氢腐蚀。1. CO2腐蚀机理(Mechanism of CO2Corrosion)2.水汽系统中游离CO2的来源(Source of Dissociation CO2in Vapor System)3.腐蚀部位与特征(Corrosion Part andCharacteristic)4.同时有溶O2和游离CO2的腐蚀(Corrosion of Containing DissolutionOxygen and CO2)5.影响因素(Influence Factors)6.游离CO2腐蚀的防止(。

第2页：无氧时CO2腐蚀的反应式

当水中无O2只有游离CO2时，水呈酸性反应：CO2+ H2O HCO3-+H+HCO3-CO32-+H+阳极：Fe →Fe2++2e阴极：2H++2e→H2钢铁在无O2的酸性溶液中腐蚀受阴极控制。

a. CO2（Solu）+H2O→H2CO3（Solu）HCO3-+H+(Solu)→H+(ad)+e→Hb. CO2（Solu）→CO2（ad）+H2O→ H2CO3（ad）+e→HCO3-+H因析H2而消耗的H+，由H2CO3的持续电离供给，阴极过程不断进行。而且水中游离CO2可吸附在金属表面直接还原，加速了阴极过程。

第3页：水汽系统中CO2的来源

（1）补给水中的碳酸盐化学除盐水中仍含极少量碳酸盐。

若凝汽器泄漏，漏入凝结水中的冷却水会带入碳酸盐，在除氧器中热分解一部分：HCO3-→CO32-+H2O+CO2↑CO32-+H2O→OH-+CO2↑（2）水汽系统处于真空状态设备的不严密处漏入空气（3）补给水中的有机物在锅内分解（4）离子交换树脂漏入水中，在锅内分解成有机酸（5）凝结水精处理可能使炉水呈酸性阳树脂的交换容量大于阴树脂,阴树脂失效快。

第4页：CO2腐蚀部位与特征

（1）部位(Part)凝结水系统是受游离CO2腐蚀较严重的部位。

疏水系统和热网蒸汽的凝结水系统也易发生CO2腐蚀。（2）腐蚀特征(Corrosion Characteristic)碳钢和低合金钢在流动介质中受到游离CO2腐蚀时，其特征为均匀腐蚀。设备遭受游离CO2腐蚀，出现大面积损坏。

第5页：溶氧与CO2共存时的腐蚀

给水同时含溶O2和游离CO2使金属设备腐蚀加剧。

氧的电极电位较正，易形成腐蚀电池的阴极。CO2使水呈酸性，破坏保护膜，使金属表面呈活化态，为氧腐蚀造成有利条件。随溶O2和游离CO2浓度增加，腐蚀速度急剧增加。

第6页：游离CO2含量的影响

（1）游离CO2含量(Content of DissociationCO2)热力系统是密闭系统，温度升高，压力也升高，CO2溶解量随其分压增加而增大。

钢材腐蚀速度也随CO2溶解量增加而加快。（2）温度(Temperature)温度不仅影响碳酸的电离程度和腐蚀反应的动力学过程，还会影响腐蚀产物的性质。（3）流速(Flow Speed)流速增大，腐蚀速度加快。

第7页：降低CO2含量的措施

• （1）降低补给水的碱度使水汽中CO2含量低于1mg/L。（2）防止凝汽器泄漏，提高凝结水质量（3）防止空气漏入水汽系统，提高除氧器效率除氧器应尽量维持较高运行压力和相应温度。采用热力系统碱性水运行方式。除尽量减少给水中溶O2外，向给水中加NH3
• H2O调节pH。即可中和给水中游离CO2，又可调节水的pH达规定值。使钢铁和铜合金的腐蚀速度在较低水平。

第8页：给水铁铜与CO2控制标准

• 给水中含铁量和含铜量的标准全Cu(
• g/L)全Fe(
• g/L)总CO2pHN2H4(
• g/L)O2(
• g/L)硬度项目
• 5
• 20~08.5~9.220~50
• 7~016.0~17.0MPa的汽包锅炉

第9页：加氨处理的原理

• （1）原理(Principle)NH3
• H2ONH4++OH-NH3
• H2O+CO2NH4HCO3pH=7.9NH4HCO3+NH3
• H2O（NH4)2CO3+H2OpH=9.2给水中加氨后,在水汽系统中存在着NH3-CO2-H2O之间的平衡关系。 分配系数K：在一定T、P下，汽水两相共存时，Cg－物质在气相中的浓度；Cl－物质在液相中的浓度。

第10页：氨与CO2共存时的分配

水中NH3和CO2共存时，在热力系统汽、水发生相变部位，NH3和CO2的比值也发生变化。

（2）加药量通过运行调整试验确定。用液氨或氨水进行氨处理，控制给水pH=8.5～9.2如果将游离CO2中和成(NH4)2CO3，且有20%氨的过剩量，pH=8.8~9.3使用钢瓶装液氨的加药量：D=F Cco2K×10-3式中，D—液氨用量(kg/h)。F—给水流量(t/h);Cco2—给水中游离CO2含量(mg/L)。K—氨损失率（高压电厂K=25%）。

第11页：加氨点与二级加氨处理

加药点：将NH3加在补给水、给水、凝水或汽包中。

二级加氨处理：在凝水泵入口一级加氨，将水的pH控制在范围(pH=8.5～9.2)的低端，在除氧器出口二级加氨，将水的pH控制在范围的高端。加氨处理时，应保证水汽系统中含氧量非常低，加氨量大时会造成铜合金的腐蚀[Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+]。给水中氨含量控制在0.5~1.0mg/L，可保持给水pH=8.5~9.2。

第12页：CO2浓度与腐蚀速度关系图

0 1.0 2.0 3.0 0 0.5 1.01.51.00.501.51.00.50V(mm/a)CO2(mg/L)60°C90°C9.819.639.219.6CO2(mg/L)CO2(mg/L)00图8-9 O2和CO2同时存在时的腐蚀。

第13页：合金钢台地状腐蚀形貌

Mesa Corrosion of Steel Tubing合金钢在流动的含CO2的溶液中的腐蚀。