凝汽器不銹鋼管腐蝕特性及防控方法研究.pdf

1、凝汽器是電廠熱力循環(huán)的冷端，凝汽器換熱管腐蝕泄漏以及由此引發(fā)的鍋爐爆管、爐前系統(tǒng)腐蝕、汽輪機結(jié)垢等是電廠運行中常見的事故，對整個電廠的安全經(jīng)濟(jì)運行有著重大影響，對投資和運行維修費用的影響也不容忽視。本課題的目的就是通過調(diào)查、統(tǒng)計分析和試驗研究，分析不銹鋼管凝汽器的主要腐蝕失效形態(tài)、原因和機理，掌握凝汽器冷卻水的主要腐蝕影響因子及其變化規(guī)律，探索不銹鋼管鈍化和點蝕的特征及其監(jiān)測方法，改進(jìn)現(xiàn)有的選材方法，合理選擇凝汽器換熱管材料，改進(jìn)現(xiàn)有的

2、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和條款，避免或者減少凝汽器腐蝕泄漏，提高凝汽器和電廠的安全經(jīng)濟(jì)性能。
　　通過對電廠、凝汽器及換熱管制造商的大量調(diào)查，搜集了各種不銹鋼管凝汽器、換熱器的失效案例。對一些典型的失效案例通過腐蝕形貌觀察、化學(xué)成分分析、金相分析、能譜分析、電化學(xué)檢測等方法對腐蝕形態(tài)、原因、機理和防控措施進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，凝汽器不銹鋼焊接管有點蝕、垢下腐蝕、全面腐蝕等形態(tài)，無應(yīng)力腐蝕，未發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕，最主要的腐蝕失效形態(tài)是點蝕，焊縫及其熱影響

3、區(qū)是薄弱環(huán)節(jié)，提高制造質(zhì)量特別是焊縫質(zhì)量，正確選材，安裝儲存得當(dāng)，運行時保持清潔是防止點蝕的重要措施。
　　冷卻水成分是合理選材的依據(jù)，它隨空域、時域而變化，特別是河口水含鹽量、Cl-和SO42-等成分變化巨大。通過對大量不同空域、時域的電廠冷卻水成分的調(diào)查，運用數(shù)理統(tǒng)計分析方法，揭示了凝汽器冷卻水主要成分特別是珠江河口水Cl-濃度的變化規(guī)律。結(jié)果表明，珠江河口水1、2、3和12月Cl-濃度月均值服從或近似服從正態(tài)分布，概率為0.

4、999時，其最大月均Cl-濃度為4876mg/L，而最大Cl-濃度約為9000 mg/L。
　　通過點蝕電位試驗，提出了“基準(zhǔn)水樣”的概念，即將作為比較基準(zhǔn)的不銹鋼在試驗水樣中的點蝕電位調(diào)節(jié)到300～800 mV，此時的試驗水樣即稱為“基準(zhǔn)水樣”。當(dāng)冷卻水中腐蝕或緩蝕成分濃度在常規(guī)范圍變化時，不銹鋼在“基準(zhǔn)水樣”中的點蝕電位才會顯著變化。用“基準(zhǔn)水樣”和方差分析方法較全面的鑒別了對選材有影響的冷卻水成分，結(jié)果表明，HCO3-的緩蝕

5、作用非常顯著，與SO42-相當(dāng);當(dāng)NO3-濃度小于37mg/L時，緩蝕作用不顯著，當(dāng)NO3-濃度大于37mg/L時，NO3-的緩蝕作用大幅度陡升到析氧電位附近;鹵素離子F-的作用不顯著。
　　用極化曲線、EIS、Rp、SEM和EDS等方法研究了冷卻水中不銹鋼鈍化和點蝕的特征及不銹鋼管腐蝕狀態(tài)的監(jiān)測方法。發(fā)現(xiàn):可用Rp數(shù)值大小監(jiān)測不銹鋼管的腐蝕狀態(tài)，以10kΩ· cm2為界，判別不銹鋼管是否發(fā)生了點蝕，該方法簡單、方便、可靠;2個容

6、抗弧不是點蝕的唯一特征，也可能是1個較扁的容抗弧;用EIS監(jiān)測不銹鋼的點蝕狀態(tài)，很難滿足穩(wěn)定性要求;Cl-的作用有時間效應(yīng)，超高Cl-濃度的短期（1-2個月）作用一般不會引起不銹鋼管點蝕，但是隨著時間延長，耐蝕性能會下降，點蝕和活化的概率不斷增大。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了現(xiàn)有的選材方法:
　　1）河口水選材點蝕試驗應(yīng)用Cl-最大月均濃度而不是最大濃度，兩者可相差數(shù)干毫克/升，溫度用對應(yīng)時期的冷卻水最高溫度而不是最高溫

7、度，按正態(tài)分布用樣本容量n≥8的小樣本統(tǒng)計推斷方法求取Cl-最大月均濃度;
　　2）緩蝕性離子不僅要考慮SO42-，還要考慮HCO3-和NO3-，可將HCO3-濃度換算成SO42-濃度。
　　通過點蝕電位法及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的比較研究，篩選出了選材導(dǎo)則中沒有的高性價比的新型鐵素體不銹鋼管SSF-53和SSF-4。SSF-53的耐點蝕性能介于超級不銹鋼和317L之間，可用于Cl-濃度≥5000mg/L的冷卻水;SSF-4的耐點蝕性