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安徽電廠不銹鋼管點(diǎn)蝕原因及機(jī)理分析

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-08-04 16:14:11 人氣:1447

  安徽蕪湖電廠有2臺600MW機(jī)組,分別在2008年7月和9月投運(yùn)。凝汽器不銹鋼牌號是304,管板是304不銹鋼復(fù)合管板。冷卻水為長江水,直流式。運(yùn)行約1年后,2臺機(jī)組凝汽器均發(fā)現(xiàn)有不銹鋼管點(diǎn)蝕穿孔泄漏,圖是泄漏不銹鋼管內(nèi)窺鏡和抽管后的照片。當(dāng)時對點(diǎn)蝕原因爭論較大,有人認(rèn)為是不銹鋼管質(zhì)量有問題,有人認(rèn)為是不銹鋼管安裝有問題。浙江至德鋼業(yè)有限公司通過對電廠進(jìn)一步的合并調(diào)查研究,認(rèn)為漂浮物堵塞是引起不銹鋼管點(diǎn)蝕的主要原因。電廠由于沒有有效攔截措施,2臺不銹鋼管凝汽器均被漂浮物嚴(yán)重堵塞。


   安徽蕪湖電廠有2臺“0MW機(jī)組,凝汽器均為不銹鋼管,牌號316,不銹鋼復(fù)合管板。1#機(jī)2008年6月投運(yùn),2#機(jī)2008年12月投運(yùn)。冷卻水為長江水,直流式。蕪湖電廠與銅陵電廠靠得很近,長江水主要成分基本一樣,該段長江水近20年氯離子的平均值約為13.6mg/L。由于2#機(jī)凝汽器濾網(wǎng)損壞,有漂浮物堵塞不銹鋼管。2010年發(fā)現(xiàn)2#機(jī)凝汽器有25根不銹鋼管有腐蝕泄漏,并對這些不銹鋼管進(jìn)行了悶堵。2011年3月2#機(jī)大修查漏又有12根腐蝕泄漏,同樣對這些不銹鋼管進(jìn)行了悶堵。而1#機(jī)與#2機(jī)是相同類型機(jī)組,冷卻水水質(zhì)相同,凝汽器不銹鋼換熱管材質(zhì)和質(zhì)量也相同,但是濾網(wǎng)完好,沒有漂浮物堵塞不銹鋼管,也沒有不銹鋼管點(diǎn)蝕泄漏。因此,可以判定漂浮物堵塞是造成不銹鋼管點(diǎn)蝕的主要原因。


    漂浮物引起不銹鋼管點(diǎn)蝕的機(jī)理分析如下:


    如果某根不銹鋼管被漂浮物完全堵塞,則這根不銹鋼管中的冷卻水處于長期停滯狀態(tài),氧含量會降低,而沒有被堵塞的不銹鋼管氧含量相對較高,從而形成供氧差異腐蝕電池。氧含量高的區(qū)域腐蝕電位較高,氧含量低的區(qū)域腐蝕電位較低,如果陽極溶解反應(yīng)速度遵循塔菲爾式而氧的還原反應(yīng)速度受擴(kuò)散控制。


    腐蝕電位與氧濃度的自然對數(shù)成正比。堵塞的管子根數(shù)遠(yuǎn)比沒堵塞的管子根數(shù)少,故缺氧區(qū)的面積遠(yuǎn)小于富氧區(qū)面積,形成了小陽極大陰極的極端不利情況,加速了不銹鋼管的腐蝕。更重要的是由于腐蝕過程的次生效應(yīng),改變了2個區(qū)域的陽極行為:缺氧區(qū)陽極溶解更容易,引發(fā)了“自催化效應(yīng)”:而富氧區(qū)陽極溶解更難了。


    即富氧區(qū)的陰極電流密度大于陽極電流密度,而缺氧區(qū)的陰極電流密度小于陽極電流密度,但2個區(qū)域的陽極電流密度相等。


    由于富氧區(qū)的陰極電流密度遠(yuǎn)大于陽極電流密度,氧氣陰極還原的產(chǎn)物是氫氧根離子,因此富氧區(qū)的pH值上升,陽極腐蝕速度下降,陽極曲線由h變到c,由于缺氧區(qū)的陽極電流密度遠(yuǎn)大于陰極電流密度,陽極溶解的產(chǎn)物是金屬離子,金屬離子會水解引起缺氧區(qū)的pH值下降,陽極腐蝕速度上升。


    由于缺氧區(qū)和富氧區(qū)陽、陰極電流密度的不平衡,就會有電流從一個區(qū)域通過溶液流到另一個區(qū)域,引起溶液中的離子遷移。在供氧差異腐蝕電池中是氯離子等陰離子流入缺氧區(qū),引起缺氧富集,而鈉離子等陽離子則流入富氧區(qū)。在缺氧區(qū)富集會破壞鈍化膜,使陽極溶解更容易進(jìn)行,造成陽極腐蝕速度進(jìn)一步上升,pH值進(jìn)一步下降,陽極曲線由b變到a,引發(fā)缺氧區(qū)陽極溶解的“自催化效應(yīng)”。


    安徽蕪湖電廠和銅陵電廠不銹鋼管凝汽器點(diǎn)蝕均是由漂浮物堵塞引起的,這兩個電廠改造完善了濾網(wǎng)裝置后,不銹鋼管點(diǎn)蝕情況消失。



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