300mw發(fā)電機組凝汽器bfe30-1-1銅管腐蝕泄漏原因分析

1、中國電廠化學網(wǎng)論文庫中國電廠化學網(wǎng)論文庫ChinaPowerPlantChemistry湖北省電機工程學會電廠化學專委會2004年學術年會論文湖北省電機工程學會電廠化學專委會2004年學術年會論文第1頁共4頁300MW發(fā)電機組凝汽器發(fā)電機組凝汽器BFe3011銅管腐蝕泄漏原因分析銅管腐蝕泄漏原因分析李正奉（武漢大學動力與機械學院水質(zhì)工程系，湖北武漢430072）[摘要][摘要]通過腐蝕產(chǎn)物的XRD和EPMA分析、管材在冷卻水中腐蝕行為的

2、研究以及管材的化學成分分析和金相分析，考察了發(fā)電機組凝汽器BFe3011銅管腐蝕泄露的原因。結果表明，該管材中存在以NaCl為主要成分的夾雜物，使其耐點蝕性能顯著下降，從而導致銅管在運行中發(fā)生嚴重點蝕而泄露。[關鍵詞][關鍵詞]白銅點蝕凝汽器淡水1前言某火力發(fā)電廠2300MW發(fā)電機組配套兩臺N17650凝汽器。該凝汽器熱交換管的尺寸為φ28110280mm，其主凝結區(qū)管材為HSn701A黃銅，空冷區(qū)管材為BFe3011白銅。凝汽器采用長

3、江水直流冷卻，其進口溫度為10～33℃，出口溫度為20～42℃，管內(nèi)流速為2ms。冷卻水pH=7.5～8.0，溶解固形物含量為143～200mgl，Cl–含量為6～14mgl。2號機組投運僅750h，其凝汽器即發(fā)生嚴重泄漏事故。檢查發(fā)現(xiàn)泄漏主要是由空冷區(qū)BFe3011銅管水側腐蝕穿孔所至，泄漏的銅管多達70根。但是，主凝結區(qū)的HSn701A卻未發(fā)生明顯的腐蝕。同時，1號凝汽器已經(jīng)運行一年多了，卻從未發(fā)生過類似事故。經(jīng)調(diào)查得知1號凝汽器和

4、2號凝汽器所安裝的BFe3011管為兩批來源不同的管材。為了弄清2號凝汽器BFe3011銅管腐蝕的原因，進行了以下實驗研究。2實驗方法和結果2.1腐蝕銅管的宏觀形貌腐蝕銅管的宏觀形貌腐蝕銅管樣品取自2號凝氣器甲側，長約2m。除了底部有一約1mm的蝕孔外，管樣外壁（汽側）無其他明顯腐蝕跡象。將管樣沿其工作位置的水平中分面剖開后，可見其水側下半部的大部分表面為松散的泥沙所覆蓋，清除泥沙后可見腐蝕產(chǎn)物表層為綠色，局部呈瘤狀。這種腐蝕產(chǎn)物的附著

5、性較差，將其除去后可見管壁表面大部分呈黃褐色，并有相當多直徑1mm左右的半球狀蝕坑。典型蝕坑的邊緣為綠色，坑壁呈褐色，坑底可見未脫落的粉末狀紅褐色產(chǎn)物。上述蝕孔呈碗狀，其水側直徑約為2.5mm，孔壁呈褐色。管壁上半部蝕坑數(shù)量很少，尺寸也很小。2.2銅管表面腐蝕產(chǎn)物的分析銅管表面腐蝕產(chǎn)物的分析取腐蝕銅管內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物，用美國實驗儀器公司的PLASMA300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進行成分分析，表1的分析結果表明腐蝕產(chǎn)物主要是銅等合金成分

6、的化合物，另外還混有一些水垢成分。用DMAXRB轉靶X射線衍射儀對該腐蝕產(chǎn)物進行物相分析發(fā)現(xiàn)其中含有大量Cu2O和CuCO3?Cu(OH)2以及少量的Cu2(OH)3Cl，另外還含有CaCO3和SiO2。這一結果與上述光譜分析結果基本吻合。表1腐蝕銅管內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物等離子體發(fā)射光譜分析結果表1腐蝕銅管內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物等離子體發(fā)射光譜分析結果成分CuZnMnFeAlCaMgCoNi含量(%)53.930.150.142.092.484.660.

7、390.491.70中國電廠化學網(wǎng)論文庫中國電廠化學網(wǎng)論文庫ChinaPowerPlantChemistry湖北省電機工程學會電廠化學專委會2004年學術年會論文湖北省電機工程學會電廠化學專委會2004年學術年會論文第3頁共4頁金相試樣取自上述管樣的下部，做橫截面、縱截面和軸向切面金相觀察。結果表明管材金相組織為α固溶體，除了含有一些黑色顆粒狀夾雜物外，無其他異常情況。這些夾雜物在橫截面和縱截面上呈隨機分布，管材內(nèi)壁的表層和近表層也分布

8、有夾雜物，如圖2所示，有時夾雜物甚至從表面沿徑向向基體內(nèi)分布。這些夾雜物一般具有較規(guī)則的幾何形狀，它們在偏振光下呈亮白色，顯微硬度值很低。在掃描電鏡下可見夾雜物為四邊形，已經(jīng)產(chǎn)生脆性開裂，如圖3所示。電子探針面分析結果表明它們主要為NaCl，見圖4。在BT1中未發(fā)現(xiàn)這種夾雜物。圖2在表層和近表層中夾雜物的分布及形態(tài)(80)圖3夾雜物的掃描電鏡形貌(1500)圖2在表層和近表層中夾雜物的分布及形態(tài)(80)圖3夾雜物的掃描電鏡形貌(1500

9、)(a)Cl–Ka1500(b)Na–Ka1500圖4夾雜物中元素Cl和元素Na的面分布圖4夾雜物中元素Cl和元素Na的面分布2.6管材的靜態(tài)模擬腐蝕實驗和腐蝕電位管材的靜態(tài)模擬腐蝕實驗和腐蝕電位將BT1和BT2制作成工作表面積為1.6cm2的電極，打磨到1400號金相砂紙，并用無水乙醇和丙酮清洗后，分別浸入40℃的冷卻水中，然后定期觀察表面狀況并用數(shù)字電壓表測量腐蝕電位（Ecr）。觀測發(fā)現(xiàn)，電極浸入冷卻水后最初的2h內(nèi)，其表面逐漸形成

10、黃色腐蝕產(chǎn)物，同時腐蝕電位迅速正移，4h達最大值（約37mVSCE），如圖5所示。此后，伴隨著腐蝕電位的負移，電極表面的黃色產(chǎn)物開始逐漸脫落，BT1電極表面的黃色產(chǎn)物在24h內(nèi)完全脫落，表面光潔如初，腐蝕電位穩(wěn)定于42mVSCE；而BT2電極表面仍殘留部分黃色產(chǎn)物，黃色產(chǎn)物脫落處則產(chǎn)生了明顯的腐蝕點，同時腐蝕電位仍以一定的速度負移，直到88h后才穩(wěn)定于05501001501208040040圖5BT1和BT2在40℃的冷卻水中的Ecrt