水垢、积盐和腐蚀产物的化验分析

水垢、积盐和腐蚀产物的化验分析

第一节 水垢、积盐、水渣和腐蚀产物

一、水垢

在热力设备系统的受热面和水接触的界面上形成的固体产物称为垢。严格地说，此垢是由于水质不纯而沉积出来的产物。纯净的水垢是不多见的，往往其中夹杂着腐蚀产物与其一起沉积在受热面上，其中最多见的是金属氧化物，如氧化铁。在机组参数越来越高，水质要求越来越严的情况下，水垢的主要成分是氧化物。常规水垢本应是白色或灰色的，质地致密、硬而脆，但在较大型的锅炉水冷壁上见到的水垢，往往是红棕色的、较松软的，这说明此水垢是垢与腐蚀产物的结合物。

二、积盐

在热力设备系统中，蒸汽所携带的盐类，在温度降低、蒸汽流速降低或通道受阻的情况下，附着在系统内成为盐垢，这个过程称为积盐。如气轮机的调速气门、气轮机的叶片上时有盐垢。

纯净的盐垢应呈白色松软状，能溶于水。但纯净的盐垢又是很少有的，往往夹杂着难溶的硅化物，特别是高压锅炉，其产生的蒸汽更容易携带硅酸盐。硅酸盐垢是难溶或不溶于水而且质地坚硬、很难去除的垢，常与盐垢混在一起。

盐垢多出现在带有汽包锅炉的机组上，特别是带有中压锅炉的机组，因为这类锅炉使用磷酸盐进行锅炉水处理。

三、腐蚀产物

热力设备的金属材料在运行过程中受到多种因素的影响而被腐蚀，生成的产物统称为腐蚀产物，一般他们与水垢同时沉积下来，其量大时，也沉积于水流速度缓慢的部位与水渣共存。

四、水渣

锅炉水中析出的呈悬浮状态的固体物质，逐步在锅炉运行中沉积于水流速度缓慢的部位，如连续排污管中、下联箱排污管中。另外机组大修后由于清洗不彻底，留存的污物亦成水渣积存。

水渣与腐蚀氧化物经常同时存在，往往由于水渣的积存不能及时排出，会造成更严重的垢下局部腐蚀。

第二节 垢样的采集与保存

垢和腐蚀产物都是沉积在受热面上的一层较致密而且又很薄的物质，很难轻而易举地取下来，并且取够所需的量。还有一些局部受热面的代表性很强，必须在该处进行检查并采取垢样，为此采用割管取样检查。但这种方法的采样面积很小，不可能大面积的割开管取样，这就限制了取样的量，而且几克垢样显的非常宝贵、重要。因此对垢样的采集有以下一些规定。

一、垢样的部位

热力设备系统中凡是垢和腐蚀产物聚集的地方，都属于垢和腐蚀产物的采样部位。考虑到热力设备的种类繁多、参数不一致，垢和腐蚀可能在多处发生。为了选择最有代表性的采样点，应由化学人员根据热力设备结垢、腐蚀的实际情况，热力设备的运行工况和历史状况以及有关规程、制度来确定。

在确定了采样部位的基础上，对热负荷相同或对称部位，则可多点采集等量的单个试样，混合成平均样。但对颜色、硬度程度明显不同的垢和腐蚀产物，即使是同一部位，也应分别采取单个试样进行化验分析。

二、采样的数量

确定采样数量的原则是首先要保证能够做平行试验的样品量，其次要有足够的留存量，最后应当对第一次试验结果有疑问时用于校正试验品的量。因此每一种样品的量应大于4克。对片块状、色泽很不均匀的垢样，更应多取一些，一般在10克左右。对于个别部位，其垢样有一定的代表性或疑问很多，必须采集，可是量又极少，不能满足要求时，不应因量不足而不采取样品，应尽量多取，试验时可对垢样做特殊处理(做光谱测定等)。

三、垢样的采集方法

1、刮取样品

刮取样品时，可使用普通钢、不锈钢、竹片或其他非金属薄片制成的小铲、小刀，也可用小毛刷、毛笔等刷扫。这些小工具都是根据具体情况自己制造的。金属的小刀铲不能过于钝或锐利，钝了铲不下垢来，锐利又易损伤管壁而污染垢样。

刮取垢样不能过急，要有耐心，这样才能保证够样的代表性。例如对一层水垢，应当刮取上、中、下三个层次，过急的刮取虽然快，但有可能对下层水垢取量不足或损伤管壁。

2、挤压采样

割管采样时，若试样不易刮取，可用车床先将割下的管样尽可能地车到最薄，然后用人工、虎钳等工具，挤压弯折管样，使金属变形后而垢样自己脱落下来，之后收集垢样。

四、垢样的保存

为便于查对或校对，不论是何种垢样，都应对其较长地保存。保存期要在一年以上，对分析意见不统一、成分定不准的垢样更应长期地保存，直至意见取得一致，经多次校验，成分确定后，才能处理留样。

存放的垢样可以是研制后的粉末，也可以是原取的状态。应装入小广口瓶中，粘贴上标签，标签上必须注明垢样所在的热力设备名称、采样部位、采样日期、采样原因(大修、事故或其他) 、采样者姓名等事项。

垢样应放于专门的存放柜内并保持干燥，还应有原始记录和化验台帐。

第三节 垢样的制备与分解

一、垢样的制备

垢样的制备就是将采集的垢样、水渣、腐蚀产物及盐垢，研制成细度能全部通过120目筛的混合均匀的试验用样品。其步骤如下：

(1)垢样是潮湿的，应放在室温下24h使其自然干燥。在干燥过程中不要用热风吹，而最好是将垢样放在自然通风良好的地方。

(2)若垢样(包括水渣、腐蚀产物等，以下同)大于8g，则首先用人工将其在干净的平板上碾碎成粒度在1mm以下的粉末，用四分法缩分至4-8g。

(3)取缩分后的样品2g，至于玛瑙研钵中，慢慢研磨到样品全部通过120目筛网。取一半放入洗净并干燥的小广口平内留样，另一半留做下一步分解或直接溶解供化验使用。

(4)若垢样量很少，仅2-4g，可不经过缩分直接经玛瑙研钵研细并通过120目筛网，而后上条进行留样、分析。

(5)对于盐垢，往往因盐类含结晶水，虽经自然干燥，但研磨后仍不易通过120目筛网，对此可以尽量地研碎至最细，不经过120目筛网而直接取样化验。在称量时视情况加大取样量，制成溶液后，采用稀释的方法来降低浓度，或不经稀释进行化验。

二、垢样的分解

垢样的分解就是把已经粉碎、缩分和研磨并称量过的垢样，用化学方法分解，使待测的成分溶解到溶液中，制得供测定的试样中各成分用的分析试液。表1列出了水垢、水渣和腐蚀产物的四种分解方法，可根据实际样品的性质和实验条件进行选用。

三、水溶性盐垢的分解

对于在蒸汽流通的部位，如过热器、主蒸汽门、调速气门、气轮机喷嘴叶片等部位上的盐垢，其成分中有相当一部分，甚至绝大部分为水溶性。若用以上方法分解试样，则一些成分可能会发生变化，直接用水溶解反而能很容易地测定其成分。对于其中用水不溶解的部分则可用氢氟酸处理，表2列出了两中分解方法。

表1 垢和腐蚀产物试样的分解方法

续表

表2 水溶性垢样的分解方法

第四节 垢样的分析

一、常规的分析程序

前面已经说明，所谓“垢”广泛指水垢、水渣、腐蚀产物和盐垢，这四种垢又可分为水溶性和水不可溶性两类。所以其常规的分析程序有两种，如图1和图2所示。

图1的分析程序，是采用本章中表1所列的样品分解方法。而图2的分析程序是采用本章中表2所列的样品分解方法。虽然垢样全已转化成溶液，但其中各成分的分析是相互独立的。

图1 构和腐蚀产物的分析程序

图2 水溶性垢的分析程序

二、分析方法简述

一般垢类的分析方法是与矿物的分析方法近似的。表3简要地将方法概要列出。由于垢样已制备成溶液，对某些含量较少的成分(如锌、铜等)，亦可采用1984年颁布《火力发电厂水汽试验方法》中的做法但不论用哪一种方法测试，所得最后含量必须以高价氧化物的形式计算。

表3 垢和腐蚀产物的试验方法

表3中测定范围一栏采用毫克每升作单位，表示被测成分（以高价氧化物表示）在500毫克多项分析试液中应具备的含量范围。误差一栏中的T2是室内允许误差，表示在95%的置信度下，在同一实验室用同一方法，对同一试样独立地进行两次分析，所得两个分析值差的允许界限。

被测成分的分析结果一律被换算成高价氧化物占固体试样的百分数来表示，并要求

∑X±S=100%±5%

式中 ∑X----各项分析结果换算成高价氧化物表示的百分含量，%；

S ----灼烧减（增）量，%；此处的灼烧减（增）量为450℃和900℃灼烧减（增）量之和。

三、简化分析

在实际工作中，对于每次大小修所收集的各种垢样，一般都不按上述的程序全部做下来，

因为做这样的全分析太费时，也没有必要。比如水垢中的含钙量，水渣中的含铁量的多少对分析用处不大，因为这两种物质的含量一般不会太低。相反对一些含量很小，有疑问的成分应作分析，以便帮助分析他们的来源，查处热力系统存在的问题。

实际操作中，往往是先用简易的鉴别法，通过某些元素或官能团的特征反应，定性或半定量地鉴别垢样中的一些成分，为选择定量分析方法，得出分析结果提供有价值的依据。

1.物理方法鉴定

物理方法鉴定是通过对垢样的颜色、状态、坚硬程度、有无磁性等外观进行观察和试验,以确定垢的大致成分.如三氧化二铁成红褐色；四氧化三铁有磁性，成黑色；氧化铜成黑色；钙镁的硫酸盐垢和碳酸盐垢成白色；硅垢(二氧化硅)一般较坚硬；钙镁垢则比较疏松。用以上的一些特征在大体上能确定垢的成分，结合垢所在的部位能分析他们产生的原因。

2、化学方法鉴定

化学方法鉴别是通过垢对某些化学试剂发生特征反应来鉴别某些成分的。鉴别时首先要简单地制备样品的试液，及称取研磨后的试样0.5g，置于100mL的烧杯中，加水50mL配制成的悬浊液，然后按表4作水溶液试验和按表5做加酸试验。注意每次取出悬浊液时，先要对烧杯中的悬浊液进行充足的搅拌后，再吸取试液。

表 4 水溶液试验

表 5 加酸试验

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/65e5063d5727a5e9856a61ae.html