凝汽器阴极保护
阴极保护_精品文档
阴极保护引言：阴极保护是一种常用的金属腐蚀防护方法，主要应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域。
通过采取适当的措施，将金属材料的电位移到更负的方向，从而减少金属材料的腐蚀速度。
本文将介绍阴极保护的原理、应用领域、常用方法以及一些优缺点。
一、阴极保护的原理阴极保护是基于金属腐蚀的电化学原理而实施的一种防护方法。
金属腐蚀是指金属在水、空气、土壤等介质中，受到氧化或其他化学物质作用而逐渐破坏的过程。
通过施加外加电源，将金属材料的电位移向更负的方向，实施阴极保护，可以有效地减缓金属的腐蚀过程。
具体而言，阴极保护主要包括两种方式：1) 通过阴极电流的施加，在结构表面形成一个足够厚度的电子屏蔽，从而降低腐蚀的速率；2) 通过阳极材料的提供，以消耗环境中的氧气而达到抑制腐蚀的效果。
二、阴极保护的应用领域阴极保护广泛应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域，并且有着重要的经济和社会效益。
以下是几个常见的应用领域：1. 管道防腐阴极保护在石油、天然气、水泥、化工等行业中广泛应用于管道防腐。
通过在管道表面施加电流，降低金属管道的腐蚀速率，延长其使用寿命。
这种方法具有效果明显、使用方便等优点，已被广泛采用。
2. 船舶防腐船舶在海域中长时间暴露于水中，容易受到海洋环境的腐蚀。
阴极保护在船舶上的应用可以有效地减缓腐蚀速度，延长船舶的使用寿命。
通过在船体附近安装阴极保护系统，将船体电位负化，以减少腐蚀。
3. 油罐防腐石油储罐是石油储存和运输的重要设施，经常接触到腐蚀性介质。
阴极保护可以在油罐内外表面施加电流，降低其腐蚀速率，保护油罐的安全运营。
三、阴极保护的常用方法阴极保护有多种常用的方法，具体选择方法应根据不同情况和需求作出。
以下是几种常见的阴极保护方法：1. 外加直流电源法该方法是最常见的阴极保护方法之一，通过外接直流电源，在金属结构和电源之间建立电路，施加足够的电流来实现保护。
通过控制电流大小和施加时间，可以有效地减缓金属的腐蚀速度。
阴极保护资料
阴极保护资料第一篇海水循环水系统外加电流阴极保护１.前言阴极保护技术包括牺牲阳极和外加强制电流两种方法，两种方法各有优缺点，对于电厂海水循环水系统，具体选择哪一种方法，往往要根据所需保护电流的大小，可否获得方便的输入电源，是否会引发危险性以及设备结构空间大小等因素决定。
一般对小口径管道，海水流速及介质组成变化较大，需提供较大保护电流情况，较适宜采用外加电流阴极保护。
近年来，电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。
机务部分循环水系统通常由管道（直管、弯头及大小头等）、设备（如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等）组成，具有复杂的结构、多种材质连接，这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂，要对系统进行全面地保护，必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。
２.海水管道系统外加电流阴极保护应用滨海某电厂，３００ＭＷ发电机组，循环水为天然海水，其主厂房内循环及开式循环水钢质管道系统全部采用外加电流阴极保护，保护系统由辅助阳极、参比电极、恒电位仪、阳极屏及连接电缆等附件组成。
该阴极保护系统选用了铂铌和混合金属氧化物（ＭＭＯ）两类辅助阳极，以Ａｇ／ＡｇＣｌ和高纯锌复合参比电极作为系统控制和检测电极。
２.１主厂房内循环及开式循环水管道系统组成主厂房内循环水系统包括φ１８２０×１６钢管３２ｍ，材质为Ｑ２３５Ａ；４个９０°φ１８２０弯头；ＤＮ１８００蝶阀及伸缩器４个；ＤＮ１８００二次滤网２个，材质为３１６Ｌ；ＤＮ１８００收球网２个，壳体为碳钢衬胶，其它材质主要是３１７ＬＮ不锈钢；ＤＮ１８００波纹补偿器４个，主要材质为不锈钢；凝汽器水室衬胶，冷凝管为钛管，管板为钛钢复合板。
开式水系统包括φ８２０×７钢管６６米，材质为Ｑ２３５Ａ；电动滤水器２台，整体材质为３１６Ｌ不锈钢；φ６３０×７钢管７米，材质为Ｑ２３５Ａ；φ５２９×７钢管６米，材质为１０ＣｒＭｏＡｌ；闭式循环热交换器２个，材质为钛。
阴极保护分类及特点
阴极保护分类及特点阴极保护是一种常用的防腐蚀技术，通过对金属结构施加负电压，形成一个保护性的电场，以防止金属的腐蚀损伤。
根据阴极的保护方式和特点，阴极保护可以分为以下几类。
1. 静态阴极保护静态阴极保护是通过固定电源对金属结构施加恒定的直流电压，形成一个稳定均匀的阴极保护电场。
这种防护方式适用于金属结构较小且表面面积较小的情况，例如管道、阀门等。
静态阴极保护的特点是简单易行，但需要保证施加的电压稳定，以免过高或过低导致防护效果不佳。
2. 动态阴极保护动态阴极保护是通过周期性改变电源的输出电压和频率，使阴极电位在最大电位和最小电位之间变动，以增强阴极保护电场的强度。
动态阴极保护适用于大面积金属结构的防护，例如船舶、桥梁等。
由于动态阴极保护能够改变阴极电位的周期性波动，可以有效防止孤立的腐蚀点产生。
3. 电流补偿法电流补偿法是一种针对金属结构上腐蚀局部的修补方法。
当金属结构上的某个区域损坏或失效时，可以通过电流补偿器将额外的电流输送到该区域，以达到修复和保护的效果。
电流补偿法适用于较大的金属结构，例如油罐、储罐等。
其特点是可以针对局部腐蚀问题进行修复，但需要较为复杂的电路设计和安装过程。
4. 加入阴极保护剂加入阴极保护剂是一种通过向金属结构表面施加一定的溶液，以形成和保持一个有效的阴极保护层的方法。
阴极保护剂通常是具有阴极保护性能的物质，例如锌粉、铅等。
加入阴极保护剂的方法适用于需要长期保护且无法施加电压的金属结构，例如埋地管道、船舶舰艇等。
加入阴极保护剂的特点是易于实施，但需要定期维护和更换阴极保护剂。
总之，阴极保护是一种有效的金属结构防腐蚀技术。
不同的阴极保护分类具有不同的特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的防护方式。
在实施阴极保护时，还需要考虑电源选型、电极材料、电路设计等因素，以保证防护效果的稳定和可靠性。
某核电站凝汽器CPS阴极保护系统的恢复与改造
图1 凝汽器管板腐蚀时与衬胶联合作用有效地减轻钢水室的腐蚀。
由于凝汽器钢水室主要通过衬胶防止腐蚀，阴极保护系统不以其作为主要保护对象，主要对铝青铜管板起保护作用。
2000年1月，该核电站的凝汽器水室加装了CPS阴极保护系统，解决了管板的腐蚀问题，2005年又对碳钢水室实施衬胶改造，通过以上两次改造，凝，男，江苏泗洪人，工程师，主要从事核电站设备防腐及老化管理。
汽器的腐蚀问题应该得到完全解决。
但由于英国的CPS图2 改造后恒电位仪机柜改造过程改造前检查凝汽器CPS阴极保护系统改造之前，主要对原有的阴极保护硬件设备进行了检查，为改造做好准备工作，同时需检测水室改造前的自腐蚀电位，以对比改造后的效果。
硬件检查主要包括辅助阳极、银/氯化银参比电极状况、电缆连接状况及辅助阳极和参比电极的对地绝缘效果。
该检查须在大修水室无水，人孔门打图3 一号机入口A1水室调试电位汽器入口水室有3只阳极，沿水室中心线均匀布置，每个水室的辅助阳极并接在恒电位仪的输出端，阳极的输出电流大小基本一致，故3只参比的电位变化也几乎一致。
出口水室有5只阳极，其中水室下部两图4 一号机出口A1水室调试电位表4O系电位-pH图图5 Cu-H2综上所述，凝汽器CPS阴极保护系统有效抑制了管板的腐蚀，达到了保护凝汽器镍铝青铜管板的效果。
参考文献范永春. 海水冷却系统的防污防腐[J]. 热力发电, 2007,(3).曲政, 庞其伟等. 滨海电厂凝汽器及相连管道的腐蚀与防护腐蚀与防护, 2005,26,(2).曹楚南. 腐蚀电化学原理[M].化学工业出版社, 2008.高颖, 邬冰. 电化学原理[M].化学工业出版社, 2004.。
什么是阴极保护？
什么是阴极保护？阴极保护是一种通过向金属表面提供电子来保护其不被腐蚀并延长其寿命的方法。
在金属腐蚀中，金属被氧化并失去电子，这被称为阴极区。
通过向金属表面提供电子，阴极保护可以抵消这种氧化并减缓腐蚀过程。
阴极保护有多种形式，其中最常见的是使用外部电源或阴极保护剂。
外部电源提供电子以减轻金属表面的氧化，而阴极保护剂则通过在金属表面形成保护层来防止腐蚀。
阴极保护的优点阴极保护的主要优点是确保金属表面的长期保护。
它可以延长许多金属的使用寿命并使它们在更恶劣的环境下运作。
具体来说，以下是阴极保护的优点：节约成本使用阴极保护相比其他腐蚀保护方法是一种更经济的选择。
大多数其他腐蚀保护方法使用特殊的涂层，这些涂层通常昂贵且需要经常维修和更换。
保护稳定性阴极保护确保金属表面在长时间内得到保护，而且不会受到日常使用或其他环境变化的影响。
可逆性当使用外部电源提供阴极保护时，电源可以被移除，从而将金属恢复到原始的腐蚀状态。
这使得阴极保护可以更容易地运用在需要临时保护的金属上。
阴极保护的缺点尽管阴极保护有许多优点，但它也有一些缺点，造成了它的限制，以下是阴极保护的缺点：稳定性限制阴极保护最大的问题是可能不适用于所有环境。
在某些情况下，如在钢锈较严重的区域，可能无法实现较好的阴极保护效果。
维护和安装阴极保护系统需要维护和安装，这需要专业工作人员进行操作。
如果发生失效，后期的维修成本和维护成本都可能非常高昂。
可能有副作用某些情况下，过量的阴极保护可能会导致相反的问题。
例如，湿度较高的地区使用阴极保护可能导致电解质过度附着在金属表面，并导致不必要的腐蚀。
结论阴极保护作为一种保护金属不被腐蚀的方法，由于其经济、稳定和可逆的特点而越来越普遍。
然而，它并不适用于所有环境，还需要将其他腐蚀保护方法相结合以获得最佳防护结果。
在使用阴极保护时，必须牢记其优点和缺点，从而做出对于其使用与否的明智选择。
防止凝汽器铜管腐蚀的措施
防止凝汽器铜管腐蚀的措施4.1 添加铜缓蚀剂常用的有以下几种：（1）巯基苯并噻唑简称为MBT。
巯基上的氢原子能在水溶液中游离出H+，它的负离子能与铜离子结合生成十分稳定的络合物。
巯基苯并噻唑的铜盐在水中几乎不溶解，在使用的pH变化范围内，也很稳定。
当MBT和金属铜表面上的活性铜离子产生螯合物也可能与金属表面的氧化亚铜再发生化学吸附作用，在金属表面形成一层保护膜。
这层保护膜十分致密和牢固，虽然厚度仅几十个Å，但对铜或铜合金基体具有良好的缓蚀效果。
MBT的缓蚀作用与其浓度有关。
缓蚀作用在1～2mg/L之间有一个突跃，一般在2mg/L 时，缓蚀率已很高。
但是在pH<7的循环冷却水中，MBT的浓度至少要2mg/L，才能使铜或铜合金得到保护。
（2）苯并三氮唑苯并三氮唑是一种有效的铜和铜合金的缓蚀剂。
一般认为它对铜的缓蚀作用，是由于它的负离子和亚铜离子形成了一种不溶性的稳定的络合物，这种络合物吸附在金属表面上，形成了一层稳定的和惰性的保护膜，这层保护膜很薄，其厚度虽仅50Å，但在各种介质中仍然很稳定，从而使金属得到了保护。
电化学极化曲线测量的结果表明，苯并三氮唑既有抑止铜的阳极溶解过程的作用，又有抑止氧的阴极还原过程的作用。
添加苯并三氮唑后，铜的腐蚀电位向负的方向移动，故苯并三氮唑是一种混合型缓蚀剂，但以阴极型为主。
研究结果表明，苯并三氮唑在1min内就能牢固地吸附在水中铜的表面上，其吸附层的厚度约1～2µm。
在开式循环冷却系统中，一般维持苯并三氮唑1mg/L即可。
它的优点是对铜的缓蚀效率高，能耐氯的氧化作用。
苯并三氮唑的耐氧化能力比MBT好。
虽然冷却水中有游离氯存在时，它的缓蚀能力下降，但在余氯消耗完后，它的缓蚀作用又会恢复。
4.2 阴极保护4.2.1 外加电流保护阴极保护是借助于直流电流从被保护的金属周围的电解质中流入该金属，使金属的电位负移到指定的保护电位范围内，从而使该金属免遭腐蚀的一种保护方法。
阴极保护的基本知识
阴极保护的基本知识阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。
牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。
阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。
外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。
保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。
实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。
阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。
根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。
网状阳极阴极保护方法网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。
网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。
阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。
网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点：1) 电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。
2) 基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。
3) 不需回填料，安装简单，质量容易保证。
4) 储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。
5) 不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。
6) 埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。
7) 性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供电流，但其可靠性，寿命和综合经济效益远高于牺牲阳极；深井阳极阴极保护深井阳极阴极保护是近年来兴起的一种阴极保护方法，采用的阳极与浅埋基本相同，但施工较浅埋阳极复杂得多，且一次性投资比较高，调试比较麻烦。
阴极保护防蚀技术在火力发电厂凝汽器上的应用及研究
对碳钢平均腐蚀速率的减少达到７ ８ ４． ％．
保 护 系 统所 用 的恒 电位 仪 采 用 了武 汉大 学 （ 汉 水 利 电 力大 学 ） 中 国 科 学 院 共 同 研 ３ 某电厂机 组凝汽器实施 阴极保护 的经 武 与 使用 ， 含盐 量 相 对 较 高 ， 以 腐 蚀 倾 向 及 腐 制开 发 的 ＣＰＳ型 自动 控 制 的 恒 电 位仪 。 所 济效益分析 阴极 保 护技 术 不 是 一 种 表 面 处 理 的 方 蚀 程 度就 相 对 大 得 多 。 辅 助 阳 极 选 用 了 武 汉 大 学 与 中 国科 学 目前 采 用 的 凝 汽 器 防 腐 蚀 的 措 施 ， 除 院 共 同研 制 开 发 的 新 型 贵 金 属铂 铌 阳 极 ， 法 ， 它是 一种 从 根 本 上 稳定 金属 ， 低 金 属 降 可 它 了在 冷 却 水 介 质 方面 进 行 适 当和 必 要 的 防 这 种 阳 极 属 于 不 溶 性 阳 极 ， 保 证 长 期 使 在 冷 却 水 中 的 腐 蚀 倾 向 的技 术 ， 将 带 来 垢 、 蚀 措施 外 ， 有采 用 如 阴 极 保 护 的 电 防 还 化 学 保护 技 术 及涂 料 涂 装 的 方 法 等 。 地 控 制 和 减缓 凝 汽 器 腐 蚀 。 极 保 护 原 理 阴 是 基 于 金 属 腐 蚀 的 电化 学 理 论 ， 由外 部 向 用， 有排流量大 ， 具 电流 发 射 均 匀 、 盖 面 长 期 的 效果 ， 且 是 一种 十分 有 效 、 事和 覆 并 省 积大 、 耗 量 低 、 靠 性 高 、 量 轻 、 装 方 经 济 的 方 法 。 消 可 重 安
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介绍了安阳电厂7#机凝汽器实施外加电流阴极保护技术防腐蚀的情况。
实践证明,该厂7#机凝汽器采用外加电流阴极保护系统的设计是科学合理的,效果是明显的,产生的效益是显著的。
1凝汽器防蚀的阴极保护技术火力发电厂凝汽器若由于腐蚀造成铜管及管板泄漏,将导致严重的后果,威胁着发电机组的安全运行,也直接影响发电厂的经济效益。
因此对凝汽器采用防腐蚀措施是十分必要的。
凝汽器内流动的冷却水的水质好坏直接影响铜管及管板腐蚀的介绍了安阳电厂7#机凝汽器实施外加电流阴极保护技术防腐蚀的情况。
实践证明,该厂7#机凝汽器采用外加电流阴极保护系统的设计是科学合理的,效果是明显的,产生的效益是显著的。
1凝汽器防蚀的阴极保护技术火力发电厂凝汽器若由于腐蚀造成铜管及管板泄漏,将导致严重的后果,威胁着发电机组的安全运行,也直接影响发电厂的经济效益。
因此对凝汽器采用防腐蚀措施是十分必要的。
凝汽器内流动的冷却水的水质好坏直接影响铜管及管板腐蚀的程度。
在长江以南的地区,由于冷却水含盐量低,水质受污染的程度较轻,凝汽器铜管及管板腐蚀较轻微。
而对于北方电厂,一方面由于水质污染日益严重,另一方面由于冷却水的循环使用,含盐量相对较高,所以腐蚀倾向及腐蚀程度就相对大得多。
目前采用的凝汽器防腐蚀的措施,除了在冷却水介质方面进行适当和必要的防垢、防蚀措施外,还有采用如阴极保护的电化学保护技术及涂料涂装的方法等。
阴极保护技术防蚀能有效、经济、省事地控制和减缓凝汽器腐蚀。
阴极保护原理是基于金属腐蚀的电化学理论[1]、[2],由外部向被保护的金属结构提供直流阴极电流的方法使金属电位降低(阴极极化),这样大大降低金属的腐蚀倾向和腐蚀速率,达到防止和减轻金属腐蚀的效果。
根据外部提供阴极电流方式的不同,阴极保护方法可分为牺牲阳极法和外加电流法两种。
在电导率较低的淡水中,由于牺牲阳极驱动电压较小,输出电流有限且不能调节,保护范围有限[3],安装时必须在水室内壁焊接数量较多的固定牺牲阳极的安装架,并且牺牲阳极块的设计寿命一般不超过3年,需定期更换。
因此牺牲阳极保护法一般只在小型凝汽器上,或如海水、苦咸水等含盐量高、电阻率低的介质设备上应用。
外加电流式阴极保护可输出的电流大且可调,电位可自动控制,使用寿命可长达15～20年。
一般在大型凝汽器上需要使用此方法的阴极保护系统,但在系统的设计上要考虑全面。
另一种目前采用的管板用涂料涂装来防止管板腐蚀的方法,由于涂料本身的性能和施工工艺的原因,采用涂料防止凝汽器管板腐蚀往往会出现严重的问题。
从腐蚀电化学的角度来考察,在涂层表面存在微孔的地方,由于微孔处金属的腐蚀电位较其附近有涂层的金属腐蚀电位负,于是便形成了局部腐蚀微电池,这种腐蚀微电池是由大阴极小阳极组成的。
这种大阴极小阳极的腐蚀形态是各种腐蚀形态中最危险的腐蚀,能在很短的时间内腐蚀形成深孔,使凝汽器管板腐蚀、损坏更严重。
2凝汽器阴极保护技术的应用 2.1安阳电厂7#机组凝汽器概况安阳发电厂7#机组容量为100ＭＷ凝汽式火力发电机组,凝汽器为对分双流表面式,所用铜管牌号为ＨＳｎ-70-1Ａ型,铜管数量为10336根,冷却面积为6815ｍ2,1992年更换全部铜管后使用仅2年即开始发生点蚀穿孔泄漏,至1997年就因铜管泄漏停机九次。
同时7#机组凝汽器的管板曾于1997年涂刷了涂料,然而仅一年后,管板表面就出现了明显的局部腐蚀(图1),7#机组的铜管腐蚀泄漏及管板的腐蚀使得机组难以连续满发,成为完成发电计划的重大障碍。
为防止腐蚀的继续发展和扩展,决定在7#机组凝汽器上采用外加电流式阴极保护技术与耐蚀涂料涂装的联合防蚀保护措施。
2.2安阳电厂7#机组凝汽器阴极保护防蚀系统凝汽器外加电流式
阴极保护系统[4]主要是由自动控制的恒电位仪、辅助阳极及参比电极等组成。
安阳电厂7#机组凝汽器的阴极保护系统所用的恒电位仪采用了武汉大学(武汉水利电力大学)与中国科学院共同研制开发的ＣＰＳ型自动控制的恒电位仪。
辅助阳极选用了武汉大学与中国科学院共同研制开发的新型贵金属铂铌阳极,这种阳极属于不溶性阳极,可保证长期使用,具有排流量大,电流发射均匀、覆盖面积大、消耗量低、可靠性高、重量轻、安装方便、机械性能和稳定性能好等特点。
参比电极采用了在淡水中电极电位稳定、电位波动小的高纯锌材料。
电极设计为有特殊密封结构的直棒型。
根据凝汽器的结构、冷却水质和水室中水动力学工况等因素,7#机组凝汽器的阴极保护系统设计为多点分散控制式。
为了保障和增强管板及铜管管束端部及胀口处的保护,同时减少阴极保护装置的功率,在7#机组凝汽器中设计了在水室内涂装耐蚀防冲刷涂层。
因此实际上7#机组凝汽器的防蚀保护工程是阴极保护技术与涂层涂装保护的联合防蚀方法。
2.3安阳发电厂7#机组凝汽器阴极保护防蚀系统的保护效果7#机组凝汽器阴极保护防蚀系统于1998年11月15日投入运行。
2.3.1管板及铜管端部的腐蚀被抑制在该系统投运后的停机检查中可以看到原先管板上,尤其是铜管区存在的较严重的局部腐蚀的发展被抑制,原先的蚀坑中及管板上已无明显的黄褐色的腐蚀产物堆积。
铜管端部内壁无点蚀等腐蚀发展,表面无碱式碳酸铜等腐蚀产物痕迹。
2.3.2降低了铜合金的平均腐蚀速率通过安装的监测试片的表面状况和重量的检查也可以有说服力的说明阴极保护系统投运后防止凝汽器腐蚀的效果。
从图2所示在凝汽器中330天但未受到保护的黄铜试片的表面状况可以看到,试片表面有黄褐色的碱式碳酸铜及白色的氢氧化锌等腐蚀产物附着,表明在未受到外加电流阴极保护时,铜合金材料在机组冷却水中存在明显的腐蚀。
由试片的失重量可测出平均腐蚀速率达到0.022ｍｍ/ａ.图3为在凝汽器中330天但受到了外加电流的阴极保护的黄铜试片的表面状况。
从照片可以看出,黄铜试片表面光洁,基本无腐蚀产物的沉积。
表面有一层牢固的红黑色氧化亚铜和氧化铜层。
由试片失重量测得,在受到阴极保护的作用下,黄铜材料的平均腐蚀速率降到了0.0015ｍｍ/ａ.7#机组凝汽器在阴极保护工况下对黄铜平均腐蚀速率的减少达到93以上。
2.3.3抑制了碳钢的局部腐蚀倾向,降低了碳钢的平均腐蚀速率从图4所示的在凝汽器中330天未受外加电流阴极保护的碳钢试片的表面状况可清楚地看出,碳钢试片的表面腐蚀严重,呈明显的局部腐蚀———溃疡性坑蚀形态,蚀坑表面有黄褐色水合氧化铁类的铁锈堆积。
将表面附着的腐蚀产物除去后,可见其下有较深的蚀坑,并已大于1ｍｍ。
此外。
还可见试片边缘已腐蚀缺损。
由试片的失重量可算出在该工况下,碳钢的平均腐蚀速率达0.057ｍｍ/ａ.图5为受到阴极保护的碳钢试片的表面状况。
从照片可见,试片表面无溃疡状局部腐蚀,附着一层疏松的黄褐色沉积物。
除去表面附着物后,试片表面平整无坑。
此外,试片边缘无缺损。
从测定知受阴极保护的工况下,碳钢的平均腐蚀速率减小到0.0144ｍｍ/ａ。
7#机组凝汽器在阴极保护状态工况下,对碳钢平均腐蚀速率的减少达到74.8.碳钢在淡水冷却水中的平均腐蚀速率并不大,但常见的是局部性的孔蚀或溃疡状的腐蚀,这对金属结构是最危险的腐蚀形态。
在凝汽器中因碳钢管板与铜管的直接胀接形成的电偶作用将加剧碳钢管板的局部腐蚀发展。
由试片所得的平均腐蚀速率是不能直接确切反映这种局部孔蚀或溃疡状腐蚀的程度和危害的。
而在实际工程中,如果金属仅以不大的可以接受的腐蚀速率均匀腐蚀,采取的保护措施可以减轻或防止金属发生这种危险的局部腐蚀形态,则表明该种
防蚀措施是有效的。
从对7#机组凝汽器管板的腐蚀检查和试片表面状况的评价说明阴极保护对防止管板腐蚀已取得明显的效果。
因此,7#机组凝汽器采用阴极保护技术防蚀是很有效的,阴极保护系统的控制也是适宜的。
3安阳电厂7#机组凝汽器实施阴极保护的经济效益分析阴极保护技术不是一种表面处理的方法,它是一种从根本上稳定金属,降低金属在冷却水中的腐蚀倾向的技术,它将带来长期的效果,并且是一种十分有效、省事和经济的方法。
在7#机组凝汽器实施了阴极保护防蚀措施不长的时间里,就已抑制了管板胀口附近及铜管端部的点蚀、脱锌和电偶腐蚀,这将推迟铜管发生泄漏,延长机组因凝汽器铜管堵漏而损失的发电量和增加的劳务量,同时也因凝汽器减少或不泄露冷却水而改善或提高了凝结水品质,保证了给水品质,使锅炉结垢率降低,提高蒸汽品质,从而改善了机组运行的安全经济性和可靠性,延长了大修周期,减少了临修次数。
目前,一台100ＭＷ机组整台凝汽器的铜管市场价值及换铜管等费用已在240万元左右。
若铜管使用寿命延长一年,则相当于获得了年经济效益12万元左右。
若减少凝汽器铜管泄漏检测和堵漏的次数,带来的经济效益是明显的。
如考虑到一台100ＭＷ机组一天的发电量近300万ｋＷｈ,停电一天会给电厂带来的直接经济损失40有万元左右,间接损失则更大。
如因腐蚀而使铜管损坏至无法修补,则其损失是难以估计的。
此外,提高机组运行安全可靠性和减少机组维修等也会带来明显的经济效益。
7#机组凝汽器阴极保护防蚀系统的一次性投资加上运行及维护费用,年平均不到 1.5万元,与其它防蚀措施的费用相比较是相对较少的、节省的。
因此在凝汽器中采用阴极保护系统防蚀可以获得很高的投入产出比回报,并且生产管理简单,维护工作量极小,因而这项技术有较大的经济社会效益,极有推广应用价值。