보일러의 부식과 보호에 대해, 우리 화학 업계 종사자들은 반드시 알아야 할 지식입니다!

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출처: 장쑤 자안안전 추가 시간: 2016-12-27 14:24:49 조회수: 131 보일러의 부식 방지 보일러를 사용하지 않는 동안 적절한 보호 조치를 취하지 않으면, 보일러 본체와 전체 증기·물 시스템의 금속 표면이 용존 산소로 인해 부식되며, 이때의 부식 속도는 보일러가 가동되고 있을 때보다 훨씬 빠릅니다.실제로, 부식이 심한 보일러의 대부분은 정지 시 보호 조치를 제대로 하지 않아서 발생하는 것으로 나타났습니다. 이러한 부식 생성물들을 제거하지 않으면, 보일러가 다시 가동된 후 전기화학적 부식을 가속화시킬 수 있습니다.따라서 보일러의 정지 상태에서 발생하는 부식은 보일러의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라, 운영상의 위험도 초래합니다. 보일러의 부식 문제 http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429454533-0.jpg
1. 보일러가 사용되지 않을 때 발생하는 부식의 원인
보일러가 사용되지 않으면, 외부의 공기가 보일러의 증기 및 물 시스템으로 유입됩니다. 특히 보일러의 물을 배출한 후 그 부분을 건조시키지 않으면, 금속 표면에 물막이 생깁니다. 이때 공기 중의 산소가 이 물막 속에 용해되어 포화 상태에 이르게 됩니다. 그리고 산소가 철과 반응하여 부식이 일어나는데, 공기 중의 산소는 계속해서 공급되기 때문에 금속의 산화 부식이 쉽게 발생합니다.금속 표면에 남아 있는 용해액에 Cl-나 SO42-가 포함되어 있으면, 부식이 더욱 심해집니다. 二、정지 상태에서의 부식에 영향을 미치는 요인들
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정지 상태에서 부식이 얼마나 심하게 일어나는지는 여러 가지 요인과 관련이 있습니다.주로 다음과 같은 점들이 있습니다: 1. 습도는 물 공급이 중단된 보일러의 경우, 금속 표면의 습기가 부식 속도에 큰 영향을 미칩니다.공기의 습도가 높을 때는 금속 표면에 이슬이 맺혀 수막이 형성되어 부식이 심해집니다.금속 표면이 건조하고 보일러 내부의 상대 습도가 30% 미만일 때는 철의 부식을 완전히 방지할 수 있습니다. 2. 물의 염분 함량: 보일러나 금속 표면의 물막에 포함된 염분 함량이 증가하면 부식이 더욱 빠르게 진행됩니다. 특히 산화물과 황산염의 함량이 증가할 경우, 부식 속도는 현저히 높아집니다. 3. 금속 표면의 청결도
금속 표면에 침전물이나 물때가 있을 경우, 해당 부위에 수분이 남아있게 되어 때 아래의 금속 표면은 항상 습한 상태를 유지하게 됩니다. 동시에 때는 산소의 확산을 방해하는 역할을 하는 반면, 때 주변의 금속 표면에는 충분한 양의 산소가 존재합니다.이와 같이, 용액의 농도 차이로 인해 농도차 전지가 형성되며, 스케일 주변의 산소 농도가 높은 부분이 음극이 되고, 스케일 아래의 산소 농도가 낮은 부분이 양극이 되어 스케일 아래의 금속이 부식됩니다. 위에서 알 수 있듯이, 보일러가 사용되지 않을 때 부식이 일어나는 것을 막으려면, 보일러의 금속 표면을 건조하고 깨끗한 상태로 유지해야 하며, 물때나 쌓인 이물질들을 즉시 제거해 주어야 합니다；습식 보호의 경우, 산소에 의한 부식이 가속화되는 것을 막기 위해 물속의 염분 함량을 가능한 한 낮춰야 합니다. 보일러 정지 보호를 위한 일반적인 방법들: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429452315-2.jpg
1. 보일러가 사용되지 않을 때, 외부 공기가 보일러의 증기 및 물 시스템으로 들어가는 것을 막는 것이 기본 원칙입니다； 2. 탄산음료 시스템 내 금속 표면을 건조하게 유지하기； 3. 금속의 내부 표면에 부식을 방지하는 박막을 형성하여 공기를 차단함； 4. 금속 표면을 산소제거제 또는 기타 보호제가 함유된 매체에 담근다. 二、보수 방법 건식 보호와 습식 보호의 두 가지 유형이 있음 건식 보호 11. 흡습제법 흡습제법은 보일러가 오랫동안(3개월 이상) 가동되지 않을 때의 보호에 적합함.보일러의 물 용량 전체 중 증기탱크의 비율이 클수록 이 방법을 사용하는 것이 더 편리합니다.구체적인 방법은 다음과 같습니다: (1) 잉여열 보일러를 사용하지 않을 때는, 보일러에 대한 정비를 실시해야 합니다.보일러 입구 온도가 300℃ 이하로 떨어지고, 보수 온도가 약 100℃가 되면 각 배수밸브를 열어 잔열보일러 내의 보수를 전부 신속하게 배출한다.각 점검구를 열어 보일러 내부에 쌓인 스케일과 이물질, 그리고 외부의 재 등을 제거한 뒤, 가마의 잔열을 이용해 보일러의 각 가열면과 장비들을 건조시킵니다. 건조가 완료되면 보일러의 각 밸브를 닫습니다. (2) 건조제를 보일러와 각 연결 박스 안에 넣습니다(넣는 위치와 양은 반드시 기록해 두어야 하며, 이를 통해 잊어버리는 것을 방지할 수 있습니다).넣은 직후에 보일러의 인양구와 각종 증기 밸브를 닫아, 증기 시스템이 외부 공기와 완전히 격리되도록 합니다. 건조제 사용량 및 효능 상실 판단 http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/14294532R-3.jpg (3). 건조제를 보관할 때는 다음 사항에 주의해야 합니다: 건조제가 보일러의 금속 표면과 직접 접촉하지 않도록 하고, 철판 등의 용기에 담아서 보관합니다；건조제를 넣은 후에는 핸드홀과 기타 구멍 덮개를 단단히 닫아야 하며, 증기 및 물 배관의 밸브는 반드시 차단해야 한다；건조제의 상태를 정기적으로 점검해야 합니다. 일반적으로 처음에는 반달에 한 번씩 건조제의 상태를 확인하고, 그 이후로는 1개월에 한 번씩 점검해야 합니다. 성능이 떨어지면 즉시 교체해 주어야 합니다. 2. 건조법 건조법은 보일러 점검 기간 중의 방식제 처리에 자주 사용됩니다.보일러 내의 물 온도가 100℃ 정도로 떨어지면, 보일러에 있는 물을 모두 배출시킨 다음, 가마의 남은 열을 이용해 보일러의 금속 표면을 건조시킵니다. 3. 암모니아 주입법 암모니아 주입법은 일반적으로 발전소 보일러의 장기간 정지 상태에서의 보호에 사용됩니다.암모니아는 구리에 부식을 일으키므로, 암모니아 충전 방식을 사용할 때는 보일러의 증기 및 물 시스템에 있는 모든 구리 부품들을 제거하거나 차단해야 합니다. 암모니아 충전법은 보일러를 사용하지 않고 물을 빼낸 후, 보일러 내부에 암모니아 가스를 주입하여 암모니아 가스의 압력을 13kpa로 유지함으로써 공기를 배출하고 금속 표면의 수분층 내 산소 함량을 줄이는 방법입니다.암모니아 가스가 물막에 용해되면 금속 표면의 내식성을 향상시킬 수 있기 때문에, 암모니아 충전법은 금속 표면의 건조도에 대해 엄격한 요구사항이 없습니다. 다만 전체 시스템이 철저하게 밀폐되어 누출이 없어야 합니다.습한 적색 리트머스 시험지를 암모니아가 누출될 수 있는 부위에 대고 검사하며, 시험지가 빨간색에서 파란색으로 변하면 암모니아가 누출된 것이므로 즉시 누출을 막아야 합니다.폭발을 방지하기 위해 열작업도 엄격히 금지되어야 합니다. 4. 부식억제제 보호법: 정지된 보일러를 보호하는 데 사용되는 부식억제제는 일반적으로 휘발성이 우수하기 때문에, 기상형 부식억제제법이라고도 불립니다.주요 부식억제제로는 암모니움 탄산염, 암모니움 수소탄산염, 디암모늄 수소인산염과 같은 무기 암모늄염, 시클로헥실아민, **, 벤조산암모늄과 같은 유기 아민류, 그리고 복합형의 TH901 부식억제제 등이 있습니다.이러한 부식억제제의 특성은 쉽게 증발하며, 일정한 증기압을 형성할 수 있다는 것입니다；금속 표면에 보호막을 형성하여 높은 부식 방지 능력을 가짐；금속 표면의 건조도에 대한 요구가 높지 않으며, 특히 TH901 방식제는 습한 금속 표면에서도 우수한 방부 효과를 보입니다. 사용 방법: 보일러의 물을 빼낸 후 스케일을 제거하고, 일정한 비율에 따라 약제를 보일러 내부에 고르게 투입합니다. 그런 다음 각 밸브를 닫아 시스템을 완전히 밀폐하면 됩니다. 주의해야 할 점은, 이러한 부식억제제들은 대부분 암모니아 가스를 방출하여 구리 부품에 부식을 일으킬 수 있다는 것입니다.따라서 보일러의 증기·수 시스템에 있는 모든 구리 부품들을 제거하거나 차단해야 합니다；또는 **를 사용할 수 있습니다: 벤조트리아졸 : 카르보네이틸시클로헥실아민 = 3:2:7(질량비)의 혼합 부식억제제를 사용하여 구리 부품의 부식을 방지합니다. 습식 보호 2 습식 보호란 보일러를 가동하지 않는 동안 보호 성분이 포함된 수용액으로 보일러 내부를 채워 공기가 시스템에 유입되는 것을 막는 보호 방법으로, 다음과 같은 종류로 나눌 수 있습니다: 1. 알칼리 용액법 즉, 알칼리 용액을 사용하여 보일러 내부를 pH 값이 10 이상인 수용액으로 채움으로써 금속 표면을 불활성화시켜 용존 산소에 의한 금속의 부식을 방지하는 방법입니다.일반적으로 수산화나트륨과 인산삼나트륨의 혼합액이 사용되며, 가동 중단 기간이 3개월 이내인 경우에는 이 방법을 적용할 수 있습니다. (1) 보일러를 정지시킨 후, 먼저 보일러 내외부에 있는 오물이나 슬래그 등을 깨끗이 제거해야 합니다. 또한, 외부와 연결된 배관들도 막아주어야 합니다；탄산음료 시스템의 모든 구리 부품을 제거하거나 차단하여 분리합니다. (2) 수산화나트륨(용량: 4kg/m3)과 인산삼나트륨(용량: 1.5kg/m3)을 연수 또는 응축수에 녹인 후 보일러에 투입하고, 펌프를 이용해 보일러 내의 알칼리 용액을 고르게 순환시킨다. (3) 물속에 있는 산소와 같은 기체를 제거하기 위해, 보일러의 물 온도를 105℃ 정도로 높이는 것이 가장 좋습니다.그런 다음 모든 문과 밸브를 닫아 누출이 없도록 유지합니다. 2. 압력 유지법: 보일러의 가동 중단 시간이 짧은 경우(1주일 이내), 보일러에 압력을 가하여 점검 및 관리를 할 수 있습니다.소용량 보일러는 보일러의 잔압(0.05～0.1MPa)을 활용하여 보일러 내 수온을 100도보다 약간 높은 상태로 유지할 수 있다℃；중압 및 고압 보일러의 경우, 보일러 내부에 적절한 품질의 급수를 채운 뒤, 급수펌프를 이용해 압력을 유지함으로써 보일러 내부의 압력을 0.5~1.0MPa 정도로 유지할 수 있습니다.탄산음료 시스템의 모든 밸브를 닫아 보일러 내부로 공기가 들어가는 것을 막습니다.보일러의 압력과 온도를 유지하기 위해, 정기적으로 가마 내의 증발기 아래에서 약한 불을 피울 수 있으며, 인접한 가마의 보일러에서 나오는 증기를 이용해 가열할 수도 있습니다.보일러의 압력이 떨어지는 것을 발견하면 즉시 원인을 파악하고, 주입펌프를 사용하여 규정된 압력까지 올려야 합니다. 3. 나트륨 아황산염 보호법 나트륨 아황산염은 환원제로서, 알칼리성 용액에서 산소와 잘 반응하여 금속이 산소에 의해 부식되는 것을 방지합니다.그 방법은 알칼리 용액법을 기반으로 아황산나트륨을 첨가하는 것입니다.일반적으로 물속의 아황산나트륨 과잉량은 10~30mg/L를 유지하도록 합니다. 4. 암모니아수법 및 암모니아-히드라진법: 보일러가 오랫동안 사용되지 않을 때 이 방법을 사용합니다.보일러를 사용하지 않을 때는 보일러 내의 물을 모두 빼내고, 시스템 내의 구리 부품들을 제거하거나 분리한 다음, 응축수나 공급수를 이용하여 700~800mg/L의 농도로 만든 암모니아 용액을 주입합니다；또는 보일러를 사용하지 않을 때 물을 빼지 않고 그대로 암모니아와 하이드라진을 주입합니다.보일러 내 수질의 pH 값을 10~10.5 사이로 유지하며, 연암의 과잉량은 200mg/L에 도달해야 한다.약액은 펌프를 이용해 시스템 내로 주입되어 고르게 순환됩니다. 보일러가 보호액으로 완전히 채워지면 각 밸브를 닫습니다.정지 기간 동안 전체 시스템에 누출이 없도록 해야 하며, 이는 공기가 들어가는 것을 방지하기 위함입니다. 이 방법을 사용하면, 보일러를 다시 가동할 때는 보호액을 모두 배출하고 철저히 세척해야 합니다.점화한 후에는 먼저 배기 밸브를 통해 증기를 배출해야 하며, 증기 내의 암모니아 함량이 2 mg/kg 미만이 될 때까지 기다린 다음에야 증기를 공급해야 합니다. 그렇지 않으면 증기 내의 암모니아 농도가 너무 높아 응축기의 구리관이 부식될 수 있습니다. 5. 질소 충전법: 보일러에 질소를 주입하는 방식으로, 물을 사용하지 않는 습식 방식으로도 가능하며, 보일러 내부를 비우고 건식으로 진행할 수도 있습니다.질소는 활성도가 매우 낮고 부식성이 없어, 보일러에 일정한 압력의 질소를 채워두면 산소가 들어오는 것을 막을 수 있습니다.구조가 복잡한 보일러의 경우, 일부 부분에 물이 고여 있어 깨끗하게 제거하기 어렵기 때문에 건식 관리는 적합하지 않으며, 질소 충전 방법을 사용하는 것이 좋습니다.그 방법은 다음과 같습니다: 보일러를 정지시키기 전에 질소가 공급되는 배관을 연결해 둡니다. 그런 다음 보일러의 압력이 0.15Mpa 정도로 떨어지면, 질소통을 통해 임시 배관을 이용해 보일러의 증기탱크나 절연기 등에 질소를 공급합니다.구체적인 요구 사항은 다음과 같습니다: (1) 질소의 순도는 99% 이상이어야 합니다； (2) 빈 보일러에 질소를 주입할 때, 보일러 내부의 질소 압력은 0.15Mpa 이상이어야 합니다；습식 질소 충전 전에는 보일러에 적절한 양의 유아민을 첨가하고, 암모니아수를 사용하여 보일러 물의 pH 값을 10 이상으로 조절하는 것이 좋습니다； (3) 질소를 주입할 때는 보일러의 증기 및 물 처리 시스템에 있는 모든 밸브를 닫아야 하며, 보일러가 완전히 밀폐된 상태를 유지해야 합니다；누출이 발생하면 즉시 제거하여, 누출로 인해 질소가 과도하게 소모되고 질소 압력을 유지하기 어려워지는 것을 방지해야 합니다. http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429455232-4.jpg 보일러 정지 보호 방법의 선택 보일러를 사용하지 않을 때의 보호 방법은 보일러의 구조, 정지 기간, 부식 방지 요구사항 등을 고려하여 선택해야 합니다. 아래 표에는 위에서 언급된 각종 보호 방법들이 정리되어 있으니 참고하시기 바랍니다: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/142945Fa-5.jpg