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苛性脆化

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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。

原因

锅炉中的水若含有高浓度矿物质,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。

随著锅炉水的蒸发,碳酸钠的浓度会渐渐提高,会水解产生二氧化碳氢氧化钠

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、弯管及接头等部份有受到应力的元件,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; et al. Engineering Chemistry. PHI Learning Pvt. Ltd. 1 August 2007: 146 [11 September 2013]. ISBN 978-81-203-3287-4. (原始内容存档于2014-07-18).  引用错误:带有name属性“Al.2007”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Dr. B.K. Ambasta. Chemistry for Engineers. Laxmi Publications. 1 January 2006: 94 [11 September 2013]. ISBN 978-81-7008-123-4. (原始内容存档于2014-01-02). 
  3. ^ 安全資訊網 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. (原始内容存档于2014-07-17). 

延伸阅读