摘要：本文对元宝山发电厂3号机组凝汽器铜管频繁腐蚀泄漏的现状、腐蚀造成的原因及腐蚀机理进行了分析，并针对铜管涡流普查检测的结果提出了处理意见及防止铜管进一步腐蚀的措施。

要害词：凝汽器铜管腐蚀原因防治方法

1前言
元宝山发电厂3号机组为国产600MW机组，锅炉由哈尔滨锅炉厂设计制造，型号为HG-2008/18.2-HM3的亚临界一次中间再热控制循环汽包炉，主蒸汽流量、压力和温度分别为2008t/h、18.2MPa和540℃。汽轮机由哈尔滨汽轮机厂制造，型号为：N600-16.7/537/537-Ⅰ，型式为：亚临界、中间再热、四缸、四排汽、单轴、冷凝式，额定功率600MW，主蒸汽流量1780t/h。与汽轮机配套的凝汽器型号为：N40000－1型，型式为双壳体、双背压、双进双出、水平折返式。凝汽器冷凝区铜管材质为HSn70-1A黄铜管，铜管数量27580根，最外圈铜管尺寸为Φ28.89mm×1.65mm×14907mm，其余尺寸为Φ28.4mm×1.3mm×14907mm；空抽区铜管材质为B30白铜管，铜管数量为2724根，铜管尺寸为Φ28.4mm×1.3mm×14907mm。

3号机组凝汽器自1997年投运以来，凝汽器铜管经常出现泄漏现象，并且日趋严重，运行6年多来，已经查出并堵塞漏泄铜管328根，其中1号水室最严重。虽然每次机组大小修都要对凝汽器进行查漏处理，但机组运行过程中凝汽器仍然处于长期微漏的状态，凝聚水阳离子电导率经常在0.5~0.7μs/cm左右，影响了凝聚水精处理的运行周期，而凝聚水精处理系统传脂或管式过滤器反洗时，会导致较差的水质由旁路进入系统，加重了锅炉的腐蚀结垢及汽轮机叶片的积盐和腐蚀，给机组的正常运行带来了一定的影响。

2　铜管的涡流探伤检测及腐蚀特征
为了全面把握凝汽器铜管的腐蚀情况，以便对凝汽器进行有针对性的治理，我厂委托西安热工研究院，在3号机组大修期间，从8月20日至9月8日对#3机组凝汽器四个水室的铜管采用电脑多频涡流检测仪进行全面涡流检测，对监测结果统计如下：

表1：检测结果统计一览表



注：泄漏管—指已经腐蚀穿透或几乎腐蚀穿透的管子；

重伤—指剩余壁厚小于40％；

轻伤—指剩余壁厚在40％～85％之间；

通过对3号机组凝汽器铜管的全面涡流检测，发现冷凝区的HSn70-1A黄铜管目前的腐蚀损伤已经非常严重，而空抽区的B30白铜管则没有明显的腐蚀。共检测出剩余壁厚小于40％的黄铜管941根，其中有200多根已经腐蚀穿透，抽管检查其主要腐蚀损伤形式为点腐蚀穿孔，腐蚀严重的铜管在1米的长度内腐蚀坑点竟多达4～5个。其腐蚀特征是：从腐蚀损伤管的分布来看，进水室较出水室严重（即#1、#2水室较#3、#4水室严重）；从每个水室看，下部较上部严重，两侧较中间严重；从每根管来看，进水端较出水端严重。

3　点腐蚀的机理
凝汽器铜管在冷却水中发生的点腐蚀是比较隐蔽，但又是危害较大的一种腐蚀形式。因为它腐蚀部位的尺寸很小，腐蚀坑大小往往只有1～2mm，但它的腐蚀速度很快，可以在相当短的时间里就使凝汽器管壁穿孔损坏。有许多因素都会促进凝汽器铜管的点蚀，如管内有污泥沉积以及疏松多孔沉积物附着在管壁上，造成沉积物下和溶液本体间金属离子或供氧浓度有差异，形成腐蚀原电池而导致局部铜管管壁腐蚀。受污染的冷却水中的硫化物会破坏铜管上原有的保护性氧化膜，因而也会促使铜管发生点蚀。此外温度差别引起热偶腐蚀电池，往往造成铜管的高温部位发生点蚀。

凝汽器中，铜管的点蚀坑大多集中分布在水平管道的底部。点蚀坑大致呈半球形或茶盘形。点蚀坑中腐蚀产物的结构和排列具有如下特征：点蚀坑的底部有白色的氯化亚铜CuCL沉淀，其上有疏松的红色氧化亚铜Cu2O结晶，蚀坑表面上盖有一层绿色的碱式碳酸铜CuCO3·Cu（OH）2和白色的碳酸钙CaCO3。

点蚀通常起源于铜管表面原有氧化膜的破裂处，这里铜管的电位较负，铜发生氧化生成了Cu＋离子以及由于水中有氯离子而生成氯化亚铜，并继续水解生成更稳定的氧化亚铜：

2CuCL H2O=Cu2O 2H＋ 2CL-

腐蚀的二次过程形成碱式碳酸铜和碳酸钙等盐类：

4CuCL Ca（HCO3）2 O2=CuCO3。Cu（OH）2 CaCO3 2CuCL2

铜管表面的氧化亚铜膜在点蚀的形成过程中起了非凡的作用，它的外表面起阴极作用，内表面起阳极作用，成为一种双极性的膜电极，从而在蚀坑内溶液酸性条件下形成基本金属铜的自催化氧化而直至管壁穿透。

4　造成铜管点腐蚀的原因分析
根据腐蚀损伤铜管的分布特征以及腐蚀损伤的具体形态对腐蚀原因分析如下：

4.1根据下部较上部腐蚀严重以及进水室较出水室腐蚀严重的现象，初步分析认为主要是由于沉积物下腐蚀所致。循环冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成，都能在铜管内壁形成沉积物。循环冷却水水质、杀菌处理、阻垢处理、循环水流速、清洗情况(胶球清洗、高压水冲洗等)以及凝汽器的停用等都是影响沉积物形成的因素。循环冷却水中的污物轻易在水流不畅的部位沉积，如在进水室四面（主要在下部），在沉积物的部位，铜管表面供氧不充分，表面的钝化膜破坏后不能自动修复而形成腐蚀源，造成此部位的电位较未发生腐蚀的部位低，从而形成了大阴极小阳极的腐蚀电池，并加速了的此部位的腐蚀，形成了恶性循环，使有沉积物的部位很快腐蚀穿孔。同时由于沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异，也会导致铜管的局部腐蚀穿孔。

4.22000年7月，由于铜管点腐蚀漏泄严重，我们将腐蚀部位的铜管和新铜管同时送沈阳腐蚀研究所进行检验分析，腐蚀研究所对新铜管检验后认为铜管的材质存在先天铸造、挤压过程中引起的显微缺陷，会严重影响材料的耐腐蚀性。材质在安装前就存在缺陷，导致缺陷处优先腐蚀穿孔。因此铜管的先天材质缺陷也是造成腐蚀的一个因素。

5　处理办法及防治措施
5.1将剩余壁厚小于40％的941根铜管进行了更换或堵管，对剩余壁厚在40％～85％之间2889根铜管监督运行，对本次检测中因铜管中污物堵塞或内表面结垢而使探头没有完全通过的5649铜管也要监督运行。

5.2重点做好凝汽器停备用期间的清洗工作，使铜管内表面保持洁净状态，防止停备用腐蚀。同时要经常对循环水滤网进行检查，发现破损应及时更换，防止石块等异物进入凝汽器卡塞铜管。目前凝汽器的管板存在一定程度的腐蚀，待适当时机要对管板及铜管的管端进行涂胶防腐处理。

5.3由于3号机组循环水使用的疏干水水质较差，悬浮物较多，极易在凝汽器铜管内沉积，因此在凝汽器投运期间，要重点做好胶球的清洗工作，确保胶球系统能正常投运，收球率达到95以上，以最大限度的减少铜管内表面的污物沉积。

5.43号机组在1999年夏季，受循环水处理方式及水源供给紧张等因素的影响，铜管内表面结了少量的碳酸盐垢，非凡是出水侧、水室的上部结垢较严重，对凝汽器的换热及真空造成了一定的影响，虽经几次高压水冲洗，但仍残存有部分碳酸盐垢。在机组投运后，加大了循环水处理硫酸的加入量，在运行中对凝汽器进行清洗，所结碳酸盐垢基本被清洗掉，提高凝汽器的换热效率。

5.5应加强循环水的监督治理，合理调整水质控制浓缩倍率，合理选择阻垢剂，在不结垢的前提下安全、经济地选择加药量。可以考虑实施凝汽器铜管腐蚀的在线监测，以准确确定何种阻垢剂有效以及经济加入剂量，并把握凝汽器铜管的实际腐蚀情况。

6　结论
通过本次3号机凝汽器铜管的涡流探伤检测，使我们全面地把握了铜管的腐蚀状况，并有针对性地对存在问题的凝汽器铜管进行了更换治理，彻底解决了凝汽器运行过程中长期存在漏泄的问题。同时根据铜管的腐蚀特征及腐蚀分布情况，分析了造成铜管漏泄的原因，并采取有效措施，防止凝汽器铜管进一步腐蚀，机组启动后运行至今没有再发生铜管漏泄问题，确保了凝汽器良好的换热效率和凝聚水水质。