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火电厂凝汽器的腐蚀与防护(1)

北极星电力网技术频道    作者:吴传文   2013/7/31 15:48:39   

  所属频道:  火力发电    关键词:  凝汽器 火电厂

一、 凝汽器的腐蚀类型及腐蚀原因

凝汽器的主要管材为铜合金,并且腐蚀受多种因素影响,腐蚀类型也各种各样,主要有以下几种。

1.选择性腐蚀。主要是锌的选择性腐蚀。因为凝汽器的铜管多由铜锌合金组成,因为锌的电位较铜低,所以锌易成为腐蚀电池的阳极而使锌选择性地溶解下来,使铜管发生腐蚀。理论及实践证明,铜管的腐蚀过程与铜管表面保护膜的性能关系很大,如果黄铜管投运前后的维护工作不好,没有形成初期致密保护膜则易发生脱锌腐蚀。若镀膜装置没有同期安装完善,凝汽器铜管没有进行FeSO4的初期镀膜和日常补膜,也是导致局部脱锌腐蚀的重要原因。

2.应力腐蚀破裂。当凝汽器铜管安装固定不当时,运行中会产生振动和交变应力使铜管表面的保护膜破坏而发生腐蚀,最终产生横向裂纹使铜管破裂。这主要是在交变应力下铜管内部的晶粒发生相对位移,在腐蚀介质下产生阳极溶解而形成的,大多在铜管中部发生。

3.铜管的冲刷腐蚀。这种腐蚀形式既可发生在水侧,也可以发生在汽侧,但以前者为主。循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒硬物对凝汽器入口端铜管冲击、摩擦,长时间运行后,入口端铜管前段管内壁粗糙,虽无明显腐蚀坑,但表面粗糙,黄铜基体裸露,铜管减薄。冲刷腐蚀的阳极过程是铜的溶解,阴极过程是O2的还原。腐蚀坑内无腐蚀产物,表面呈铜合金的本色。流速过高,会妨碍形成稳定的保护膜,也是产生冲刷腐蚀的原因,一般流速不大于2m/s。

4.铜管的点蚀。这种腐蚀易发生在铜管表面保护膜的破裂处。由于冷却水中含CI-与铜氧化产生的Cu+生成不稳定的CuCl,可水解成稳定的Cu2O,并使溶液局部酸化热力设备腐蚀。另外如果水质不稳定,又没有进行综合处理,必然引起凝汽器铜管结垢,若不按期清洗,表面沉积物不均匀促进了腐蚀,而腐蚀又进一步导致沉积物增加,最终导致点状腐蚀穿孔。

5. NH3蚀。给水中过量的NH3随蒸汽进入凝汽器,并在凝汽器内部局部富集,若同时有O2存在,便会在这一区域的铜管汽侧产生NH3蚀,其特点是管壁均匀减薄,当水中氨含量达300㎎/L时易发生NH3蚀。隔板孔处凝结水过冷,溶解的氨浓度提高也会引起铜管在该处产生环带状氨蚀。

6.电偶腐蚀。当两种不同的金属材料在腐蚀介质中直接接触时,有可能发生电偶腐蚀。在凝汽器中,凝汽器管材料与管板材料不同,那么管材与管板材料在冷却水中的电位不同,二者之间就存在发生电偶腐蚀的可能。凝汽器铜管的电位比管板的电位高,故管板的腐蚀会加速。若用淡水作冷却水,凝汽器用黄铜管与碳钢管板配合时,碳钢管板腐蚀加剧,但由于碳钢管板厚度较大,一般为25~40mm,故在清洁淡水中,电偶腐蚀对使用安全性影响不大,但在含盐浓度较高的环境水中电偶腐蚀较易发生。

7.腐蚀疲劳。凝汽器铜管在运行中频繁启停、机组负荷变化幅度较大时,受汽轮机高速排汽的冲击,管束发生振动,铜管受交变应力的作用,易使铜管表面膜破裂,产生局部腐蚀,形成点蚀坑,使材料疲劳极限降低,且由于应力集中在蚀点处,点蚀坑底部易产生裂纹,在水中NH3、O2、CO2等的侵蚀下逐渐扩展破裂。这种腐蚀疲劳破裂易发生在铜管的两支撑隔板所跨的中段,因铜管中段振动最剧烈。

8.微生物腐蚀。微生物会改变凝汽器管壁局部区域的介质环境,从而造成局部腐蚀。由于微生物的生物活动,会促进金属在冷却水中的电化学腐蚀过程。微生物腐蚀一般发生在凝汽器进水侧的碳钢管板上,冷却水中常含有一种靠Fe2+和O2生存繁殖的细菌,称为铁细菌。它靠Fe2+→Fe3+释放的能量维持生命活动,生成的Fe3+在细菌表面生成Fe(OH)3↓形成棕色黏泥。在黏泥底部形成缺氧条件。为厌氧的硫酸盐还原菌提供了合适的生存环境。铁细菌和硫酸盐还原菌的联合作用又促进了金属腐蚀。

9.沉积物下腐蚀。由于操作温度偏高、缓蚀阻垢剂与水质和操作温度不匹配、加药量不足或浓度波动过大而结垢。这些污垢会造成凝汽器管壁局部区域的介质环境发生改变,垢层形成后,CI-易穿透垢层,造成基体金属的腐蚀,腐蚀生成的金属离子水解造成介质H+浓度升高,藻类和微生物的活动亦造成介质的酸度升高。由于垢层阻碍了管内壁金属表面介质与环境介质的相互扩散,使垢层下的介质pH值下降,破坏了金属表面的钝化膜,使金属基体进一步发生腐蚀。

10.凝汽器铜管管壁温度的影响。温度对黄铜腐蚀的发展有很大影响,铜管壁温越高,腐蚀越快。

来源:电力自动化产品信息
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