1工況條件及腐蝕情況宏觀檢查

    某電廠燃煤鍋護的燃料為褐煤。鍋爐的煙氣溫度為1050-1100℃，水冷壁為鍋爐的蒸發受熱面。該鍋爐水冷壁為鰭片管結構。水冷壁管的規格為 38 mm × 5 mm不銹鋼管。材質為西德進口鋼材2520。管內壁溫度約為370℃.運行10余年。靠近鰭片處受熱面管壁上粘附著一些顆粒狀物質，造成管壁粗糙不平;受熱面的管冠處出現大量腐蝕坑.腐蝕坑形狀不規則、尺寸在1mm X 1 mm-2 mm X 2 mm之間.深度在0.1 mm-0.3mm之間.對比分析命近鰭片處和管冠處的腐蝕產物以及管冠處腐蝕坑的形成原因。

2金相檢查

    將不銹鋼管的橫截面預磨拋光，用4%酸酒精侵蝕.制得金相樣品，再用金相顯徽鏡觀察橫截面和腐蝕產物形貌.水冷壁管橫截面的金相組織為鐵素體+珠光體.不銹鋼管的受熱面覆蓋著腐蝕產物，管冠處的腐蝕產物厚度不均勻、有些腐蝕產物似楔子伸向基體，最深處達0.35 mm.局部地方有腐蝕產物剝落現象，靠近鰭片處的腐蝕產物厚度較均勻。

3顯微分析

    用線切割方法截取水冷壁管，掃描電鏡(SEM )觀察其受熱面的表面形貌.受熱面管冠處、有形狀不規則的腐蝕坑，高倍觀察發現腐蝕坑底部腐蝕產物有龜裂現象，有些地方腐蝕產物有孔洞.靠近鰭片處受熱面管壁上粘附著一些顆粒狀物質.造成管壁粗糙不平.

    用掃描電鏡上的能譜儀(EDS)分析不銹鋼管受熱面物質的化學成分，結果列于表1，可以看出雖然管冠處和靠近鰭片處的表面形貌不一致，但面掃描的結果顯示它們表面物質的化學成分相當，除含有Fe元素外，還含有一定數量的S,AI,Si,K等元素，這些元素可能來自煙中的灰份。

    將不銹鋼管橫截面預磨拋光，采用定點測a方式用電子探針由外表面向荃體依次定量測童腐蝕產物和基本的化學成份，結果列于表2中.其中第6點和第10點為基體的成分，其余點為腐蝕產物的成分.可以看出管冠處和靠近緒片處受熱面的腐蝕產物化學成份相當，都含有較多硫元素，最多處重量百分比超過20%，圖3為硫在腐蝕產物中的分布.在腐蝕產物表面吸附一些AL,Si和少量K元素，產物內部A1,Si,K較少，說明Al,Si,K來自枯附在表面的灰份.在基體中Mo,Si,S等元家含t墓本符合15Mo3的成份范圍。

    用X射線衍射分析儀分析腐蝕產物的相組成.首先將黏附在不銹鋼管上的顆粒狀物質和較疏松的腐蝕產物刮下，研磨成較細的粉末，進行X射線衍射，對管冠處管壁進行原位X射線衍射分析，結果顯示它們的衍射峰相一致.腐蝕產物主要由Fe3O4 , Fe2O3和FeS組成。

4腐蝕坑形成原因分析

    結合電子探針和能譜儀分析結果，可以看出腐蝕產物中含有S元素，最多處達20%(重量百分比),X射線衍射分析表明腐蝕產物主要由Fe3O,,Fe2O，和硫化物((FeS)組成，分析認為腐蝕產物是在高溫載化和硫腐蝕過程中形成的.水冷壁管的受熱面與鍋爐內的高溫煙氣接觸，煙氣中的氧將與不銹鋼管表面層起作用，產生高溫氧化現象，在這一過程中，金屬表面生成氧化膜.碳鋼約在570℃以下，氧化膜由Fe3O。和Fe20，組成，含氧比例較大的Fe2O3在外面，這種氧化膜能起到良好的保護作用.考慮到不利因索后，一般認為碳鋼在540℃以下不必擔心氧化間題，碳鋼的熱強性在500℃以上明顯下降，故碳鋼的使用溫度取決于熱強性，所以對水冷壁管15Mo3材質而言，高溫權化不是主要問題.

    高壓鍋爐水冷壁管的外壁常發生高溫硫腐蝕.在然燒器高度區域內，尚未燃盡的火焰直接沖刷水冷壁管.由于繼續嫉燒，消耗大量氧，形成還原性或半還原性介質條件，在這種情況下產生硫腐蝕現象。

    煤粉中黃鐵礦(FeS2)沖到管壁上因受熱分解出自由的原子硫和硫化亞鐵，當壁溫約為350℃時，原子硫與鐵發生反應，生成硫化亞鐵(FeS).而后緩慢氧化生成黑色的磁性氧化鐵(Fe3O4).腐蝕產物中含硫量高及硫化物相的存在，說明硫腐蝕是引起腐蝕和腐蝕坑形成的主要原因。

    SEM觀察結果(圖2)看出腐蝕產物龜裂，有孔洞，說明腐蝕產物膜有不完整性，S,O等元素在膜開裂處向內擴散，不斷與鐵發生反應，形成鐵的硫化物和氧化物，腐蝕產物局部剝落形成腐蝕坑.同時在腐蝕產物開裂處。腐蝕不斷徑向發展，形成楔子樣的腐蝕產物。

5結論及防護措施

    根據上述實驗和分析，初步認為水冷壁管受熱面管冠處腐蝕坑是由于硫腐蝕造成的，腐蝕坑有向徑向繼續發展的可能性.靠近鰭片處受熱面上的腐蝕產物與管冠處腐蝕產物相同，由于靠近鰭片處相對背風，煤燃燒產生的粉塵和剝落的腐蝕產物在此枯附.建議盡量使用含硫量低的煤;在然燒的過程中增加供氧量，避免形成還原或半還原性氣氛.以控制硫腐蝕.同時對腐蝕情況定期檢查，以免發生事故.也可以采用相應的涂層進行防護。