滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护 滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护

滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护

  • 期刊名字:腐蚀与防护
  • 文件大小:852kb
  • 论文作者:孟超,曲政
  • 作者单位:钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所
  • 更新时间:2020-11-10
  • 下载次数:
论文简介

第27卷第4期腐蚀与防护Vol 27 No. 42006 年4月CORROSION & PROTECTIONApril 2006滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护孟超,曲政(钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,青岛266071)摘要: 电偶腐蚀是滨海电厂海水循环水系统中-种重要的腐蚀形式,结合深圳某滨海电厂5#机组海水循环水系统中发生的腐蚀情况,具体分析了腐蚀原因、影响因素及采取的保护措施和保护效果。关键词:滨海电厂;循环水;电偶腐蚀中图分类号: TG174. 41文献标识码: B文章编号: 1005-748X(2006)04-0187-04GALVANIC CORROSION AND ITS PROTECTION OF THE RECYCLING WATER .SYSTEM IN A SEASHORE POWER PLANTMENG Chao, QU Zheng(Central Iron & Steel Research Institute Qingdao Research Institute for Marine Corrosion, Qingdao 266071, China)Abstract: Galvanic corrosion is an important corrosion mode. The corrosion causes and influencing factors of therecycling water system of Unit 5 in a seawater power plant in Shenzhen were analyzed. Impressed current cathodicprotection method was adopted and the protection effect was analyzed.Key words: Seashore power plant; Recycling water; Galvanic corrosion随着经济发展对电力的需求增加,自80年代以补偿器 4个,主要材质为不锈钢;凝汽器水室衬胶,来,在我国东部沿海地区新建了许多电厂。为了节冷凝管为钛管,管板为钛钢复合板。另外二次滤网约淡水资源,滨海电厂均采用海水作为循环冷却水,排污管道为2条426X 11(mm)钢管。由于海水腐蚀性较强,而循环水系统是由多种材料、开式水部分包括$820X7(mm)钢管66m,材质多种规格的管道及设备组成的复杂系统,由于不同为Q235A;电动滤水器2台,整体材质为316L不锈材料间腐蚀电位的差异、材料的极化行为差异以及钢;p630X 7(mm)钢管7m,材质为Q235A;$529X7海水流动等因素的影响,使电偶腐蚀成为循环水系(mm)钢管 6m,材质为10CrMoAl;闭式循环热交换统中一种重要的腐蚀形式,造成材料、设备的腐蚀破器2个,材质为钛。4377X6(mm) 钢管75m,材质坏和失效。为10CrMoAl;电动蝶阀9个;90° DN800热压弯头本文结合深圳某滨海电厂5# 机组海水循环水6个,DN600热压弯头4个,DN500热压弯头2个;系统中发生的腐蚀情况,具体分析了腐蚀原因、影响DN800X 500(mm)大小头2个, DN600 X 500(mm)因素及采取的保护措施。大小头8个,DN500X 350(mm)大小头4个;p325X6(mm)钢管45m;$219X6(mm)钢管48m。各种阀1循环水 系统的组成以门8个;电动滤水器1台;冷油器2台;另有弯头、大该电厂发电机组为300MW,循环水为天然海小头等。水,主厂房内循环水系统包括$1820X 16(mm)钢管2阴极保护情况32m,材质为Q235A;4 个90° 1820mm弯头;DN1800蝶阀及伸缩器4个;DN1800二次滤网2中国煤化工冰管道及设备全个,材质为316L;DN1800收球网2个,壳体为碳钢部采用MHcNMHG统选用铂铌和混衬胶,其它材质主要是317LN不锈钢;DN1800波纹合金属氧化物(MMO)两类辅助阳极,设计时考虑到系统的复杂性,在腐蚀严重部分辅助阳极安装密收稿日期:2005 06-28;修订日期:2005-08-28度较大,并在12处有代表性的地方安装了Ag/孟超等:滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护AgCl/海水参比电极来监控系统控制及提供一些数滨海电厂海水循环水系统中常发生电偶腐蚀的据。阴极保护系统分为3个子系统,由3台恒电位区域有:循环水进、出水管道与凝气器的连接处;二仪(24V/40A)分别控制,运行4周极化稳定后控制次滤网、收球网与管道的连接处;蝶阀、电动滤水器参数见表1。从表中的数据可以明显看出:在这样及冷油器与管道的连接处,连接法兰、金属波纹补偿的系统中只采用单纯的外加电流阴极保护,存在均器(伸缩节)也常会发生电偶腐蚀。电偶腐蚀中阳极衡性问题,很难取得- -致的保护效果,往往在异种金金属的腐蚀电流分布是不均匀的,在连接处由电偶属连接处存在欠保护现象。效应所引起的加速腐蚀较大,距离结合部位越远,腐蚀也越小,并且介质的电导率也会影响电偶腐蚀率,表1阴极保护 系统控制参数系统电极参比输出电导性较高的海水,会使活泼金属的受侵蚀面相对编号电位,一-mV电压,V电流,A扩大,电流的有效距离可达几十厘米。通常在上述702区域发生电偶腐蚀时都是大阴极小阳极,这是最危2408险的,短时间内会造成设备的腐蚀穿孔。该电厂5#A4.719. 6机组自2002年9月运行(阴极保护系统同时运行),926运行半年时间上述区域多次出现腐蚀穿孔现象,5065682004年1月利用检修时间取得了一些现场资料,图B15. 26891~4是几处比较有代表性的腐蚀情况。112597624电偶腐蚀的影响因素168C4.532.4.1金属材 料的起始电位差1170966两金属在海水中的电位差是电偶腐蚀的必要条参比电极安装位置说明:‘1'位于41820出水管与凝气器连接处;*2'位于凝气器与二次滤网之间的短直管上;‘3'位于中1820进水管与二次滤网连接处;'5'、‘6'分别位于闭式循环热交换器的进、出水管道上;'7'位于电动滤水器进水管上;‘10’、11'分别位于冷油器进、出水管道上;其余参比电极均在直管道上。3系统中电偶腐蚀的状况20011电偶腐蚀,又称为双金属腐蚀或接触腐蚀(]。滨海电厂海水循环水系统的管道及设备有以下图1冷凝器与出水管道连接法兰特点:材质多样化、结构复杂化、管径不均- -及连接点多,这样的系统组成是电偶腐蚀的多发之地。从螺栓腐蚀没了阴极保护(表1)的数据中可以看出:直管段或者单纯管道部分的外加电流保护相对容易,要达到规范标准中一0.8~-1.0V(相对于Ag/ AgCl/海水参比电极)的保护电位,实际所需的电流与理论计算的差不多,但当管道与其它设备相连且设备材质与管道不同时,保护效果很不理想,参比电位会比较正,甚中国煤化工连接至会比碳钢在海水中的自腐蚀电位还正,这是因为CNMHG2004- 22当碳钢与不锈钢、钛材或其它电位较正的金属相连时,实际上所测得的电位是两种金属偶接后,体系总的混合电位,即电偶电位。图2冷凝器中部的连接螺栓'方数据孟超等:滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护Mg .常用作锈牲阳极材料AI-'8Q235 ■10CrMoAl■1Cr18Ni9Ti■铜T2白铜BI06B三次滤网伸缩白铜B30TA5rC4316L图3二次滤网处伸缩节317LN钛TA2HRS-3双相不锈钢HRS-25 -15-10-08-06-04-02 δ 020.4电位/V(Vs.Ag/AgCI)图5金属材料在海水 中的腐蚀电偶序表2在不同流速海水中电偶对的电偶电流值(μA/cm2 )5电偶对海水流速,m/s(10C ,24h)(面积比1:1) 0 2.1 2.5 5.4 6.3 8.8 10.4 10.5 11.1钢/黄铜28.7 一315.8 一284.3 一381.4- 389.3图4与二次滤网连接的管道钢/1Cr18N9 27.8141.5 - 132.9 - 178.5 - 255.8 -件和推动力,一-般在工程设计中,异种金属接触电位钢/TC425.3113.5 - 136.9 - 194.9 - 256.2 -差大于0.25V就不宜匹配使用,但这并不是绝对的,也有低电位差(45~60mV)的异金属发生电偶腐蚀速率之间并没有简单的线形关系(问1。腐蚀现象的实例,如海水中舰船钢(902钢、921钢)此外,极化作用、电偶对所处的介质条件对电偶发生的电位电偶腐蚀。图5列出了滨海电厂海水循腐蚀均有一定的影响。环水系统中常用材料的电偶序[2~41。5防止电偶 腐蚀的措施4.2海水流速对 电偶腐蚀的影响通常,海水流速增加,金属材料的腐蚀电位向正要有效地防止电偶腐蚀的发生,首先要明确产方向移动,而在电偶腐蚀情况下,海水流速增加,会生电偶腐蚀的必要因素:即发生电偶腐蚀必须存在使偶对中阳极材料的腐蚀加剧,从静止海水增加到腐蚀电解质,必须与电位较高的金属或非金属间有流速2m/s左右,电偶电流值会有数量级的增大,而电接触。因此,只要设法使其中-一个条件不存在,就滨海电厂海水循环水的流速-般都在2~4m/s之不会发生电偶腐蚀。 根据以上原则防止措施如间,因此海水的流速会急剧增加循环水系统中存在下2:电偶腐蚀区域的腐蚀速度。表2为低合金钢与几种(1)设计方面应注意的问题。由不同金属组成金属材料在不同流速海水中电偶对的电偶电流值。构件时应尽可能选用电位相当的金属,应避免选用4.3其它方 面的影响大阴中国煤化主明,大阳极小阴极阴阳极面积比的影响:面积比增大可加快阳极时,电TYHCN M H用极大阴极时电腐蚀的速率,而减缓阴极腐蚀的速率。当阴阳极面位差应x丽任10mv以下且越小越好。阳极部件积比由1: 1增大到1 :5时腐蚀速率会明显增大,要设计成易更换、易维修的结构和价廉的材料。可见面积效应对电偶腐蚀的影响很大,但面积比与(2)组装构件安装方面。焊接时焊接材料的电.孟超等:滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护位要比基体金属的电位高,-般为+5mV 以上。极的联合保护,具体工艺如下:(3)阻止两种金属的电连接,在相互接触的金(1)表面处理人工打磨表面的尖锐突起部.属间用电绝缘材料使之隔离。位,喷砂除锈达到Sa2. 5级;(4)采用电化学保护,即用外加电流阴极保护(2)表面修补树脂 与填料混合均匀,用刮涂法使两种金属都变为阴极,或安装电极电位比两种方式对表面凹陷处进行填补;金属更低的牺牲阳极进行保护。(3)内衬施工表面涂 刷树脂,铺放-层450g/m2的无碱玻璃纤维毡,再涂刷树脂,用辊子赶走气6保护方案讨论泡并使其浸润。待固化干燥4~6h后,同样方法再从该电厂海水循环水系统运行半年的腐蚀情况施工-层纤维毡。待固化干燥4~6h后,同样方法来看,局部地方的腐蚀非常严重,甚至有多处穿孔,.施工一层玻璃纤维表面毡。分析认为都是由于电偶腐蚀引起的,鉴于这种情况,(4)表面着色用树脂填加- -定量的环氧云铁我们重新研究制定了以下两种保护方案。漆(或铁红粉)搅和均匀涂刷表面,使表面呈铁红色。6.1电偶腐 蚀区域阴极保护(5)阳极安装根据设计寿 命等参数设计牺牲电偶腐蚀速度与电偶电流成正比,而电偶电流阳极的用量及型号。采用焊接方式安装到设计位与偶合金属的电位差、极化率、欧姆电阻及阴阳极面置,并对焊接处进行内衬修补。积比有关,影响因素多且复杂导致很难取得电偶电8结束语流的确定值,因此阴极保护设计中的保护电流也无法确定,若电偶腐蚀区域与其它管道设备用同一阴(1)滨海电厂海水循环水及开式冷却水系统极保护系统进行控制,两部分存在均衡性问题,不能中,由于管道及设备材质的多样性,有多处存在电偶取得- -致的保护效果。从表1的数据中也可以看腐蚀,严重区域4个月内可造成管道穿孔。出,要使电偶腐蚀区域达到保护,其它管道设备就可(2)电偶腐蚀区域与其它管道设备用同一阴极能过保护,反之,其它管道设备达到保护,电偶腐蚀保护系统进行控制,两部分存在均衡性问题,不能取区域就会欠保护。得一致的保护效果,往往电偶腐蚀区域得不到有效电偶腐蚀区域必须采取独立的阴极保护系统,的保护。用恒电位方式进行控制,使保护电位达到理想值。(3)采用内衬与牺牲阳极的联合保护,可取得6.2内衬 与牺牲阳极联合保护良好的保护效果。对该电厂循环水及开式冷却水系采用玻璃钢手糊工艺在电偶腐蚀区域的管道及统中发生电偶腐蚀的区域采用此保护方案后,18个设备内衬玻璃钢(厚度约2~4mm) ,通过玻璃钢来月来效果很好。阻止海水到达管道或设备表面,从根本上解决电偶参考文献:腐蚀问题,并安装铝牺牲阳极,这种内衬与牺牲阳极[1] 曲政,庞其伟,孟超,等.钢质海水管道系统外加电流的联合保护,可取得较好的保护效果。阴极保护的应用与探讨[J].腐蚀与防护, 2004,(4):6.3两方案比较159.电偶腐蚀区域阴极保护需要独立的控制仪器,[2]朱相荣,等.金属材料的海洋腐蚀与防护[M].北京:造价较高并且施工难度大,运行维护也较困难;内衬国防工业出版社,1999.与牺牲阳极联合保护相对造价低,施工也较容易,设[3]朱相荣,黄桂桥.金属材料在海水中的接触腐蚀研究计周期内免维护,并可取得良好的保护效果,最终决[J].海洋科学,1994,(6)55~59.定采用该保护方案。[4]邓舜扬. 海洋防污与防腐蚀[M].北京:海洋出版社,7防护工艺[5]黄桂桥, 郁春娟,李兰生.海水中钢的电偶腐蚀研究对于电偶腐蚀严重的区域,采用内衬与牺牲阳中国煤化工1,(2);46~52.MYHCNMHGxem欢迎来稿欢迎订阅欢迎刊登广告"翔方数据

论文截图
版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。