低温露点腐蚀机理与防腐材料选型

烟气在露点温度以下引起的腐蚀通常称为低温腐蚀，腐蚀机理主要包括酸水形成的化学腐蚀、氯离子点蚀、硫化物腐蚀、晶间腐蚀、垢下腐蚀、渗氢腐蚀等等。加速设备腐蚀破坏的主要是电化学腐蚀，其中最为关键的就是“小阳极大阴极”现象引起的腐蚀现象。

低温受热面腐蚀的主要原因是含SO2、SO3、NOx、HCl、HF、CO2等腐蚀介质的烟气结露形成酸溶液。烟气中水汽本身的结露温度(水露点)是很低的一般约在30℃～60℃,但烟气中只要有0.005%的三氧化硫,烟气结露温度(酸露点)即可高达150℃以上。

1、蚀核的形成

钝化膜破坏理论认为，当电极阳极极化时，钝化膜中的电场强度增加，吸附在钝化膜表面上的腐蚀阴离子（Cl-）因其半径小，在电场作用下进入钝化膜，使钝化膜局部成为强烈的感应离子导体，钝化膜在该点出现高的电流密度并使阳离子杂乱移动成活跃起来。当钝化膜-溶液界面的电场强度达到某一临界值Eb时，就会导致蚀孔成核。

而吸附膜理论认为，蚀孔的形成是阴离子与氧原子竞争吸附的结果。氧原子在表面吸附导致金属表面钝化，当E>Eb时，CL-在某些点竞争吸附强烈而取代氧原子，该处钝化膜破坏，蚀孔在该处成核。

2、闭塞电池

由于蚀孔口腐蚀产物的塞积、缝隙及裂纹等情况产生了局部不同于整体的化学、电化学反应环境，在蚀孔内形成闭塞电池。

2.1蚀孔外表面电极反应

阳极反应：M→Mn+ +ne 逐渐减弱

阴极反应：1/2O2+H2O+2e→2OH- 逐渐加强

总极化：阴极反应电流大于阳极，蚀孔外表面发生阴极极化。

2.2蚀孔内表面电极反应

阳极反应：M→Mn+ +ne 逐渐加强

阴极反应：1/2O2+H2O+2e→2OH- 逐渐减弱

2H++2e→ H2 逐渐加强

总极化：阳极反应电流大于阴极，蚀孔内表面发生阳极极化。

2.3孔内形成的金属盐水解

Mn++nH2O→M(OH)n+nH+

孔内溶液[H+]增加，PH值降低，使蚀孔内金属处于HCl介质中，即处于活化溶液状态。孔内外形成了活化-钝化腐蚀电池，蚀坑发展并且以自催化的形式加速发展。

形成点蚀以后，由于阳极面积很小，也蚀孔外的阴极面积相对很大，这样就产生了典型的“小阳极大阴极”现象，阳极电流密度加大，造成腐蚀加速。

3、低温腐蚀的设备

低温腐蚀是发生在锅炉尾部受热面（省煤器、空预器）的硫酸腐蚀，因为尾部受热面区段的烟气和管壁温度较低，所以称为低温腐蚀。低温腐蚀常发生在空预器上，但是省煤器管也有可能发生低温腐蚀。锅炉尾部受热面（省煤器、空气预热器）的硫酸腐蚀，因为尾部受热面区域的烟气和管壁温度较低。

另外，烟气处理系统中的烟道烟囱、除尘器、引风机、再热器等设备主要也是低温腐蚀破坏。主要是考虑硫腐蚀，而垃圾焚烧发电烟气成分复杂、腐蚀机理也更复杂，通常都是多种腐蚀介质相互引发、相互促进，加速腐蚀进程。

相关研究表明：电厂脱硫气后的烟气湿度大，含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下，烟囱内侧结构致密度差的材料内部很易遭到腐蚀，影响结构耐久性；低浓度稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强；酸液的温度在40-80℃时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，40-80℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3-8倍。

4、低温腐蚀设备防腐选型

对于除尘器、脱硫塔、脱硫后烟道、烟囱、烟道风机、GGH等设备因低温腐蚀造成的破坏现象，可以采用1041烟气防腐涂料，1034耐酸碱防腐涂料、1033耐氢氟酸防腐涂料以及高固含聚合无机防腐涂料等等。