苛性脆化
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
[编辑]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：
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]：
- 锅炉水中的氢氧化钠浓度过高。
- 锅炉的元件中间有裂痕存在。
- 锅炉的元件其应力已超过降伏应力。
预防
[编辑]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
[编辑]- ^ 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 - ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 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
[编辑]- S. W. Parr. The Embrittling Action Of Sodium Hydroxide on Soft Steel (PDF). University of Illinois. 1917 [2014-07-13]. （原始内容 (PDF)存档于2018-11-03）.
- Anthony A. Miele. Boiler Tube Performance (PDF). Ohio State University. 1945 [2014-07-13]. （原始内容 (PDF)存档于2014-07-15）.