鈦管凝汽器腐蝕規(guī)律及可調式犧牲陽極陰極保護研究.pdf

1、凝汽器是電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的關鍵設備，是汽輪發(fā)電機組最重要的輔助設備。其質量的好壞，對于確保電廠的安全、經濟運行，乃至整個發(fā)電廠的熱經濟性和運行可靠性，具有十分重要的意義。近年來，由于對電力的需求越來越多，加上淡水資源的匱乏，大部分濱海電廠都致力于采用海水作為凝汽器的冷卻水。由于鈦具有優(yōu)異的耐海水腐蝕性能，比強度高，綜合性能好，用鈦管和鈦管板制造的凝汽器越來越多地應用于濱海電廠。但對于采用碳鋼作為水室的鈦管凝汽器，存在著鈦/碳鋼的電偶

2、腐蝕傾向。一般采用涂裝與犧牲陽極聯(lián)合保護措施可以減輕這種電偶腐蝕效應，但是突出問題是要嚴格確保鈦管板與碳鋼水室連接處的電位適當，控制碳鋼水室和鈦管連接處的電位為-0.80V*，電位過正則會對碳鋼保護不足，而電位過負則會使得鈦發(fā)生氫脆損傷。為了解決鈦管板的析氫問題，本文提出了可調式犧牲陽極陰極保護的新思路，以同時控制碳鋼水室和鈦管分別處于其各自的保護電位，而且隨時間和運行狀況自行調整。 為了實現可調式犧牲陽極陰極保護的開發(fā)，本文針

3、對典型鈦管凝汽器結構，研究鈦管凝汽器系統(tǒng)的腐蝕類型、腐蝕機制及其影響因素和相互作用，并對本可調式犧牲陽極保護系統(tǒng)的可行性及保護效果做了驗證，主要包括以下內容： 首先選擇不同面積的碳鋼和鈦板組成電偶對，用失重法和測量電偶電流以及電偶電位的方法結合兩種金屬各自的極化行為，研究了鈦/碳鋼在面積比從1：1到面積比為1000：1范圍在靜止常溫海水中的腐蝕規(guī)律；測定了面積比為1：1的電偶對在不同海水溫度、不同海水流速條件下電偶對的電偶電流和

4、電偶電位。根據碳鋼和鈦各自的極化曲線及其實驗得出的電偶電流、電偶電位和各自失重速率研究了鈦管凝汽器電偶腐蝕的腐蝕機制、影響因素及其相互作用。結果表明，電偶腐蝕中，作為陽極的碳鋼的腐蝕速率隨陰/陽極面積比、環(huán)境溫度、海水流速的增大而增加，且陽極腐蝕速率隨陰/陽極面積比的增大有一個極限值。 然后針對典型鈦管凝汽器結構，設計了鈦管凝汽器的水室模型，進行實驗室模擬實驗，以確定凝汽器水室模型體系在陰極保護下的等效電路，以及保護電流密度隨時

5、間的變化規(guī)律和保護電位在水室尤其是鈦管內的分布情況。著重研究了碳鋼、鈦在極化電位-0.8V時的極化行為。結果表明：(1)在設計的保護條件下，鈦管在與碳鋼接點處發(fā)生析氫傾向的范圍較小(小于10cm)；在360h的實驗過程中，碳鋼水室能得到充足的保護，即：所設計的可調式犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)能夠有效減小鈦管發(fā)生氫脆的范圍，同時對碳鋼進行足夠的保護； (2)鈣鎂沉積層的形成是控制陰極保護極化過程的主要因素；(3)按照水室模型等效電路，求