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苛性脆化

2018-07-30 10:09:12

苛性脆化也称为碱脆,是一种锅炉金属腐蚀,是指锅炉的材料因为锅炉水中苛性材料的累积而出现脆化的情形[1],一般会出现在锅炉中受应力的元件。

苛性脆化主要是因为锅炉水中含有水质软化剂碳酸钠,加热后会使水变成氢氧化钠水溶液而造成。

目录

  • 1 原因
  • 2 预防
  • 3 参考资料
  • 4 延伸阅读

原因

锅炉中的水若含有高浓度钙和镁矿物质,即为硬水,硬水会在锅炉中沉淀产生水垢而导致故障,因此会用石灰-洗涤碱法(lime soda process),加入氢氧化钙及碳酸钠来进行硬水软化,在处理后水中会残留少许的碳酸钠。

随着锅炉水的蒸发,碳酸钠的浓度会渐渐提高,会水解产生二氧化碳及氢氧化钠:

Na2CO3 + H2O → 2NaOH + CO2

水中的氢氧化钠使水呈碱性。碱性的水由锅炉壁的微水裂痕,经由毛细现象进入锅炉的内壁中[2]。在裂痕中氢氧化钠的浓度会渐渐增加,且和会溶解周围的铁金属,变成高铁酸钠,因此造成锅炉的铆钉、弯管及接头等部分有受到应力的元件,渐渐的脆化。

苛性脆化有以下三个必要条件,需同时存在才会有苛性脆化[3]

  1. 锅炉水中的氢氧化钠浓度过高。
  2. 锅炉的元件中间有裂痕存在。
  3. 锅炉的元件其应力已超过降伏应力。

预防

若用磷酸钠代替碳酸钠作为水质软化剂,可以避免苛性脆化。在锅炉水中加入鞣质或木质素也可以避免细纹裂痕,也可以避免氢氧化钠渗入[1]。若在锅炉水中加入硫酸钠也可以避免细纹裂痕[4]

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Krishnamurthy; 等. Engineering Chemistry. PHI Learning Pvt. Ltd. 1 August 2007: 146 [11 September 2013]. ISBN 978-81-203-3287-4. 
  2. ^ Dr. B.K. Ambasta. Chemistry for Engineers. Laxmi Publications. 1 January 2006: 94 [11 September 2013]. ISBN 978-81-7008-123-4. 
  3. ^ 安全资讯网 碱脆(苛性脆化) caustic embrittlement. Safetyinfo.com.cn. [2014-07-13]. (原始内容存档于2014-07-14). 
  4. ^ Sivasankar. Engineering Chemistry. Tata McGraw-Hill Education. 2008: 513 [11 September 2013]. ISBN 978-0-07-066932-1. 

延伸阅读

  • S. W. Parr. The Embrittling Action Of Sodium Hydroxide on Soft Steel (PDF). University of Illinois. 1917. 
  • Anthony A. Miele. Boiler Tube Performance (PDF). Ohio State University. 1945. 
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