凝汽器選材不當(dāng)引起不銹鋼管點(diǎn)蝕或浪費(fèi)的分析與防控

 美國(guó)早年曾有電廠在海水凝汽器上選用316L不銹鋼管，使用約一年多就出現(xiàn)了點(diǎn)蝕，明顯選材不當(dāng)。我國(guó)凝汽器選材不當(dāng)也時(shí)有發(fā)生，有的選材耐蝕性能不足，腐蝕風(fēng)險(xiǎn)很大: 有的選材過(guò)好，成本高，嚴(yán)重浪費(fèi)。例如上海某電廠2臺(tái)600M W機(jī)組凝汽器，冷卻水為黃浦江水，原水氯離子濃度可達(dá)100mg/L以上，設(shè)計(jì)濃縮倍率在4倍左右，循環(huán)冷卻水氯離子濃度可達(dá)400m以上。同樣水質(zhì)條件，其中一臺(tái)凝汽器為鈦管，材料過(guò)好，浪費(fèi)嚴(yán)重; 另一臺(tái)為304不銹鋼管，出現(xiàn)了點(diǎn)蝕苗頭，不得不通過(guò)降低濃縮倍率控制氯離子濃度，并加入緩蝕劑。

 要解決選材不當(dāng)引起不銹鋼管點(diǎn)蝕或浪費(fèi)的問(wèn)題，必須充分了解冷卻水對(duì)不銹鋼管腐蝕的主要影響因子，主要影響因子的變化規(guī)律和范圍，還要有足夠多的高性價(jià)比不銹鋼管供選擇?，F(xiàn)在雖然有“凝汽器選材導(dǎo)則”，但巫待修正、補(bǔ)充和改進(jìn)，選材導(dǎo)則存在的主要問(wèn)題如下:

 1. 冷卻水中的化學(xué)成分考慮的不充分。選材導(dǎo)則只考慮了侵蝕性離子氯離子沒(méi)有考慮其它鹵素離子的影響。雖然提到了含氧陰離子，但是緩蝕性離子只明確考慮了冷卻水中其它常見(jiàn)的成分的作用在選材導(dǎo)則中也沒(méi)有說(shuō)明能否被忽略。這就需要較全面地調(diào)查研究冷卻水的種類、主要成分及其變化規(guī)律。現(xiàn)有的冷卻水中化學(xué)成分指標(biāo)有幾十種，重新逐個(gè)研究工作量巨大，并無(wú)必要，關(guān)鍵是能夠正確評(píng)判哪些成分有顯著影響，因此冷卻水成分主要影響因子的研究方法是重要的研究?jī)?nèi)容.

 2. 高氯離子峰值、高變異冷卻水的選材問(wèn)題。選材導(dǎo)則規(guī)定“進(jìn)行點(diǎn)蝕試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按最差的試驗(yàn)條件進(jìn)行，即氯離子濃度、侵蝕性離子與緩蝕性離子的比值和溫度均選取最高值”.如果冷卻水成分和溫度變化都不大時(shí)，這個(gè)規(guī)定是合理的;如果冷卻水成分變化很大，氯離子濃度高峰值是短哲的，還能這樣選材嗎? 如果這樣，安全可靠性很高，但增加了成本，電廠建設(shè)和運(yùn)行，不僅需要高可靠性，也需要高經(jīng)濟(jì)性。浙江電廠和廣州電廠在凝汽器不銹鋼管選材中均存在這樣的問(wèn)題。

 3. 供選擇的高性價(jià)比的不銹鋼管種類不足。選材導(dǎo)則在海水中列了5種牌號(hào)的超級(jí)不銹鋼，在其它冷卻水中按氯離子濃度列了3組7種牌號(hào)的普通不銹鋼管。按照導(dǎo)則，如果氯離子濃度>5000mg/L時(shí)需要選用價(jià)格非常昂貴的超級(jí)不銹鋼或飲管;如果氯離子濃度1000mg/L，時(shí)則需要選用價(jià)格也比較昂貴的317L不銹鋼管.這些材料的選用，性價(jià)比都不高，迫切希望找到性價(jià)比更高的新型不銹鋼。

 應(yīng)力腐蝕在不銹鋼管腐蝕中占比最大，但是不銹鋼管凝汽器未發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，這與凝汽器溫度低和應(yīng)力水平低密切相關(guān)。其它汽、水換熱器有應(yīng)力腐蝕，例如浙江電廠二期有4臺(tái)600M W機(jī)組，鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)中的反滲透系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)S31608不銹鋼板式換熱器，主要參數(shù)見(jiàn)表，水中氛離子濃度為43-129mg/L 。該換熱器于運(yùn)行不到1年就有泄漏現(xiàn)象。經(jīng)解體檢查，發(fā)現(xiàn)換熱器局部出現(xiàn)腐蝕和裂紋。經(jīng)金相分析、化學(xué)成分分析、掃描電鏡觀察和能譜分析判斷，是氯離子引起的S31608不銹鋼管縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂造成的泄漏。換熱器不銹鋼板片應(yīng)力腐蝕照片見(jiàn)圖。形成應(yīng)力腐蝕的三要素是溫度、氮離子和拉應(yīng)力，如果這三要素的水平不能降低，則應(yīng)選用耐應(yīng)力腐蝕性能強(qiáng)的不銹鋼管，如雙相不銹鋼管和鐵素體不銹鋼管。