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苛性脆化
圖片來自sohu

苛性脆化也稱為鹼脆,是一種鍋爐金屬腐蝕,是指鍋爐的材料因為鍋爐水中苛性材料的累積而出現脆化的情形,一般會出現在鍋爐中受應力的元件。

苛性脆化主要是因為鍋爐水中含有水質軟化劑碳酸鈉,加熱後會使水變成氫氧化鈉水溶液而造成。

原因

鍋爐中的水若含有高濃度礦物質,即為硬水,硬水會在鍋爐中沉澱產生水垢而導致故障,因此會用石灰-洗滌鹼法(lime soda process),加入氫氧化鈣及碳酸鈉來進行硬水軟化,在處理後水中會殘留少許的碳酸鈉。

隨著鍋爐水的蒸發,碳酸鈉的濃度會漸漸提高,會水解產生二氧化碳氫氧化鈉

水中的氫氧化鈉使水呈鹼性。鹼性的水由鍋爐壁的微水裂痕,經由毛細現象進入鍋爐的內壁中[1]。在裂痕中氫氧化鈉的濃度會漸漸增加,且和會溶解周圍的鐵金屬,變成高鐵酸鈉,因此造成鍋爐的鉚釘、彎管及接頭等部份有受到應力的元件,漸漸的脆化。

苛性脆化有以下三個必要條件,需同時存在才會有苛性脆化[2]

  1. 鍋爐水中的氫氧化鈉濃度過高。
  2. 鍋爐的元件中間有裂痕存在。
  3. 鍋爐的元件其應力已超過降伏應力

預防

若用磷酸鈉代替碳酸鈉作為水質軟化劑,可以避免苛性脆化。在鍋爐水中加入鞣質木質素也可以避免細紋裂痕,也可以避免氫氧化鈉滲入[3]。若在鍋爐水中加入硫酸鈉也可以避免細紋裂痕[4]

參考文獻

  1. Dr. B.K. Ambasta. Chemistry for Engineers. Laxmi Publications. 1 January 2006: 94 [11 September 2013]. ISBN 978-81-7008-123-4. 
  2. 安全資訊網 鹼脆(苛性脆化) caustic embrittlement. Safetyinfo.com.cn. [2014-07-13]. (原始內容存檔於2014-07-14). 
  3. Krishnamurthy; 等. Engineering Chemistry. PHI Learning Pvt. Ltd. 1 August 2007: 146 [11 September 2013]. ISBN 978-81-203-3287-4. 
  4. Sivasankar. Engineering Chemistry. Tata McGraw-Hill Education. 2008: 513 [11 September 2013]. ISBN 978-0-07-066932-1.