凝结器腐蚀与防护措施的探讨凝汽器铜管的腐蚀与防护措施探讨

关于凝汽器铜管的腐蚀与防护措施探讨【摘要】凝汽器的腐蚀泄漏会使循环冷却水漏入凝结水，进而影响机组的水汽品质，甚至威胁机组的安全经济运行防止凝汽器腐蚀，更换凝汽器管材，选用耐蚀能力强的材料；加强管理维护，改善循环冷却水水质，为凝汽器设备创造较为温和的环境【关键词】凝汽器铜管腐蚀防护措施

1、概述目前，随着火力发电机组参数和容量的不断提高，对热力系统的水汽品质提出了更高的要求,而凝汽器铜管管壁厚度只有1mm左右，当凝汽器发生局部腐蚀时，管壁易泄漏穿孔，导致循环冷却水漏入凝结水，进而使给水水质恶化，成为严重影响高参数大容量机组安全运行的重要因素据统计表明，国外大型锅炉的腐蚀破坏事故中,大约有30%是由于凝汽器管材的腐蚀损坏所引起凝汽器腐蚀损坏除直接危害凝汽器管材之外,更重要的是由于大型锅炉的给水水质要求高,水质缓冲性小，冷却水漏入凝结水后迅速使凝结水水质劣化，进而使给水水质恶化，引起机组炉前系统和锅炉的腐蚀、结垢以及汽轮机、过热器积盐采取加强循环冷却水的防腐防垢处理、保持铜管清洁、管板刷漆联合阴极保护、硫酸亚铁镀膜等防护措施,在凝汽器铜管局部腐蚀防治方面效果明显我公司1〜6号机组凝结器泄漏现象有逐年加重趋势，当凝修检查报告如果进行凝汽器酸洗，必须做好化学监督

3.7硫酸亚铁镀膜此法是将硫酸亚铁水溶液通过凝汽器铜管，使管壁生成一层含有铁化合物的保护膜，从而防止冷却水对铜管的腐蚀我公司曾于年在3号、4号机组大修时进行了一次造膜，先将铜管表面清洗干净，在以下造膜条件下进行

①FeSC）4浓度含FeS

04.7H20250〜500mg/L或Fe2+50-100mg/L；

②溶液pH值

5.0-

6.5（用Na3P或Na2c3来调整）;

③溶液温度室温或30〜40℃；

④溶液循环流速

0.l~

0.3m/s；

⑤循环时间96h左右造膜之后对凝汽器检查见有一层均匀的棕色薄膜硫酸亚铁镀膜是一种传统的铜管保护方法，对于防止凝汽器铜管的冲击腐蚀、脱锌腐蚀、应力腐蚀均有明显效果，而且对已发生腐蚀的铜管，也有一定的保护和堵漏作用3号、4号机组造膜前后泄漏统计如下表机组时间造膜前渗漏、泄漏造膜后渗漏、泄漏3号渗漏1次，无泄漏0次4号渗漏2次，无泄漏0次

3.8凝汽器管板的防腐处理为了减缓和防止管板腐蚀，在管板上除锈后涂环氧树脂，以隔离钢基体和冷却水的接触,可以收到一定的效果但由于环氧树脂脆,与管板附着力较小,加上除锈及涂刷工艺较为落后,在水流的冲击下局部涂层会剥落,管板上这些局部裸露的部位成为阳极区而加速腐蚀,近年已逐渐改用涂防腐胶使用防腐涂层,有力地防止了管板的腐蚀，但如果涂层不均匀或其它原因造成涂层的廓起、剥落、破裂等缺陷，缺陷部位的碳钢会成为腐蚀原电池的阳极而加重腐蚀为了解决这个问题,可在凝汽器水室进行涂胶联合外加电流阴极保护处理以直流恒电位仪提供阴极电流,安装于凝汽器水室内的钳铝合金作为辅助阳极,被保护凝汽器外壳为阴极防腐涂层与阴极保护的联合使用，一方面有效防止了涂层缺陷可能产生严重的局部腐蚀，另一方面由于有绝缘的防腐涂层,可减少保护所需的电流此外，阴极保护对铜管端部也形成保护,对防止铜管的脱锌腐蚀、应力腐蚀、冲刷腐蚀等均有较好的效果

3.9加装套管这种方法可防止凝汽器冷却水入口端发生冲击腐蚀，比较适合我公司实际情况，若经济条件允许可在凝汽器冷却水入口端的铜管上加装一段聚氯乙烯套管，把铜管表面覆盖起来套管必须紧贴管壁，否则发生振动，反而引起腐蚀

4.10海绵球自动清洗海绵球自动清洗是一种独特的清洗方法，它利用特制的海绵球，在运行中使其通过凝汽器铜管，进行自动冲刷这种方法,可以使稍有附着物就被海绵球冲刷掉，是防止凝汽器铜管产生附着物的措施

5.结论我公司在各机组大修时对凝汽器铜管的检查发现，主要腐蚀类型是冲刷腐蚀、沉积腐蚀、管板腐蚀以及应力腐蚀，这与我公司长年采用玛河水直流冷却方式有关，玛河水中含砂量较高，虽然经过沉淀及滤网间处理，但残余含砂量对凝汽器铜管的磨损还是较为严重，各机组经过十几年运行后，逐渐出现铜管的局部减薄或有裂缝、砂眼等现象针对以上原因，我公司通过适当的防护方法对凝汽器进行综合的治理,采取凝汽器铜管镀膜和更换管材等措施，使凝汽器铜管的腐蚀泄漏情况有所减少，为机组的安全、经济运行提供了保障结水氢导上升至

0.20us/cni以上，硬度VI.Oumol/L时，通知汽机在冷却水入口处加木粉堵漏；当凝结水氢导上升至

0.60us/cm以上，硬度＞L0uniol/L时，汇报值长、专业，联系汽机停一侧凝汽器查漏堵漏我公司各机组泄漏情况统计如下表:机组时间（年）渗漏（加木粉堵漏）泄漏（查漏、堵漏）1号1次2次，堵2根铜管2次2次，堵3根铜管3次3次，堵3根铜管2号3次2次，堵2根铜管4次4次，堵4根铜管6次6次，堵6根铜管3号0次0次0次0次1次0次4号0次0次次1次，堵1根铜管1次1次，堵1根铜管5号0次1次，堵1根铜管1次1次，堵1根铜管3次2次，堵2根铜管6号2次1次，堵1根铜管3次2次，堵2根铜管4次3次，堵3根铜管从上表统计数据可以看出，随着运行年限的增加，我公司凝结器泄漏次数出现明显增加趋势，由于凝汽器的腐蚀损坏泄漏,迫使机组不得不降负荷运行查漏堵漏，严重影响了发电量的顺利完成因此凝汽器的腐蚀防护工作至关重要，必须针对实际情况采取有效防护措施

2、原因分析

2.1管板腐蚀由于黄铜和钢两种金属的电极电位相差较大,在凝汽器检修检查中发现管板有明显的电偶腐蚀,尤其在胀口附近管板三角区腐蚀较严重,管板凹凸不平,有棘突状棕褐色腐蚀瘤，除去腐蚀瘤可见黑色腐蚀产物，其腐蚀坑深度达1〜

1.5mm,严重的可达2〜3mm o

2.2铜管的冲刷腐蚀我公司循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物虽然经过滤网间初步处理，但在夏季直流循环时由于循环水量大，残留的泥砂仍对凝汽器入口端铜管产生冲击、摩擦,经过长时间运行后,入口端铜管前15mm管段内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙,黄铜基体裸露,铜管管壁减薄

2.3铜管的氨蚀常温下氨水溶液氨的气液相分配比大约在7-10,即汽侧氨浓度是凝结水的7〜10倍,加上空抽区局部富集以及隔板处凝结水过冷的影响，空抽区的氨含量比主凝结水高数十或数百倍，个别情况下可达上千倍当凝结水pH值为

9.30时，由NH40H-MV+OE的电离平衡可推算出凝结水中氨含量为

0.37mg/L,如果pH值控制不当，如凝结水pH值达

9.50时，凝结水中氨含量为

0.92mg/L,空抽区按浓缩1000倍计算氨含量分别为370mg/L和920mg/Lo在如此高浓度的氨环境下，就容易产生氨蚀有研究表明，当氨含量小于100mg/L时,少量的氨提高了溶液的pH值,黄铜表面被覆盖的氧化物或氢氧化物所保护，腐蚀受到阻滞,而当氨浓度增大到能与铜离子形成可溶性铜氨络离子时（对HSn70-l+As铜管，氨浓度约300mg/L以上），铜管的腐蚀速度剧增氨腐蚀常表现为铜管外壁的均匀减薄,但隔板孔处由于凝结水过冷,溶解的氨浓度大大增加，引起铜管环带状的氨蚀而产生切痕

2.4沉积物下腐蚀沉积物下腐蚀是凝汽器铜管腐蚀的主要形态循环冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成都能在铜管内壁形成沉积物沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀铜被氧化生成的Cd及C/离子倾向于水解生成氧化亚铜,并使溶液局部酸化,加剧了腐蚀的发展沉积物的传热性很差，会导致凝结水温度升高，凝汽器真空度下降有机附着物还会形成粘泥层，使水流截面积减小，阻力增大，传热效率降低，这样会影响汽机设备的正常运行据检查沉积腐蚀部位多在水流缓慢处

2.5应力腐蚀黄铜管本身对应力腐蚀破裂敏感,当同时存在足够大的拉应力和含氨的腐蚀介质时,会导致应力腐蚀破裂凝汽器铜管振动较大，而产生中部管段腐蚀疲劳，部分铜管有细小裂纹有时铜管汽侧有裂纹,其中大多是位于空抽区的黄铜管,裂纹以横向为主，也有少量纵向裂纹，有的裂纹相当微小，在查漏中很难被发现,造成汽水品质长时间超标,有很大危害综合上述原因分析，我公司主要以冲刷腐蚀、沉积腐蚀、应力腐蚀和管板腐蚀为主，要防止腐蚀、泄漏，必须采取有效措施

3、防护措施

2.1保持铜管清洁由于铜管内壁各类污物的沉积而产生的沉积物下腐蚀是凝汽器腐蚀泄漏的主要原因，因此保持铜管内表面的清洁至关重要每次机组大修更换部分铜管，要做好铜管投运前的防护工作,使黄铜管表面形成良好防护膜，防止“婴儿期”腐蚀现象

3.2把好铜管选材与质量关严格按照导则要求，注意铜管表面不应有残碳膜氨熏实验合格,涡流探伤合格因为涡流探伤可检测出要漏而未漏的铜管,查出铜管中存在的隐患，故涡流探伤对掌握凝汽器铜管的现状和更好地进行维护保养工作有重要作用o有关标准中已将涡流探伤作为新铜管安装前的必检项目,用以对铜管质量进行把关为了提高铜管的耐氨蚀能力,可将空抽区部分黄铜管更换为B30白铜管、不锈钢管或钛管如果经济条件允许，可将普通黄铜管全部更换为不锈钢管或钛管在铜管搬运和安装中要轻拿轻放，不许摔、打、碰、撞；穿管时要符合工艺要求，不应欠胀或过胀汽机检修公司利用检修期间对凝汽器设备的腐蚀、结垢、清洁等情况进行检查,及时掌握凝汽器运行的第一手资料，并根据检查要求建立检查台帐，规范检查情况的记录,规范凝汽器铜管管样的制作和保管方法2006年08月份1号机组A级检修已将空抽区普通黄铜管更换为不锈钢管现将1号机组铜管更换前后查漏情况附录如下表:机组时间渗漏查漏1号2006年06月1次1次，堵1根铜管1号2006年09〜12月0次0次根据上表可以看出，不锈钢管的耐腐蚀性能明显比普通黄铜管要好得多，在经济条件允许的情况下，选择良好的管材是防止凝汽器腐蚀泄漏的极好措施

3.3改善循环冷却水的水质通常,提高凝汽器耐腐蚀能力有两种直接有效的途径

（1）更换凝汽器管材,选用耐蚀能力强的材料

（2）加强管理维护,改善循环冷却水水质，为凝汽器设备创造较为温和的环境鉴于更换管材经济代价较大,故也可采取改善运行中循环冷却水水质的方法例如进行石灰处理、冷却水水质调整处理（包括加酸处理和炉烟处理）、冷却水水质稳定处理（聚磷酸盐阻垢处理和加缓蚀剂处理目前循环水药剂主要以有机低磷系和分散剂复配后添加铜的缓蚀剂而构成，通过药剂筛选试验选择阻垢和缓蚀效率高的产品

3.

3.1调整循环冷却水水质加装滤网消除污物，将循环冷却水的年平均含砂量降至50mg/L,防止发生沉积腐蚀和冲击腐蚀汽机专业做好二次循环切换为直流的操作、直流供水切换为二次循环的操作以及正常维护当滤网间来水水质差，如夏季来水含砂量大，水浑，杂草多时，及时排砂、测砂，按时转动清污机、旋转滤网，并联系化学专业化验室化验来水含砂量，通知检修捞草化学专业化验室做好冷却水的化验工作，严格监测含砂量；监测循环冷却水的pH值一般为

8.0〜

8.525℃o

3.

3.2循环水耗氧量COD高,即水中有机物含量高,为细菌和藻类的孳生、繁殖提供养料，导致粘泥的产生并在铜管内附着沉积加强杀菌处理能杀灭或抑制细菌、藻类以及贝类等生物的生长,防止微生物腐蚀和粘泥附着产生的沉积物下腐蚀采用电解装置次氯酸钠发生器向冷却水中加入次氯酸钠进行杀菌处理,是目前大容量机组杀菌处理的首选

4.4防振为防止1〜6号机凝汽器铜管的振动，机组大修期间可在管束之间嵌塞竹片或木板条

3.5保持适当的水流速度循环水流速过大会造成冲击腐蚀，过小会使杂物沉积，并促进脱锌腐蚀，我公司凝汽器铜管大多数选用普通黄铜管，其发生冲击腐蚀的临界流速为L8ni/s,所以规定循环水运行流速应不高于L8m/s；为防止凝汽器的低流速运行，管内流速应不低于

1.0m/so循环水温度为20℃,循环水进出口温差为8〜10℃,循环水泵值班员应加强巡回检查和调整

3.6停用检查与保养凝汽器设备在停备用期间，由于设备中有水,而且铜管直接与空气接触，使设备停备用腐蚀速率远大于运行中腐蚀若停用超过3天以上,应将水侧的水放空,打开人孔门通风干燥后，用风机吹扫；短时间停用，凝汽器内应充满水，并维持循环水泵运行,防止循环水中的悬浮物沉积通过采用上述措施,减缓凝汽器的停用腐蚀化学专业做好汽水系统的定期查定和不定期查定工作；当机组大修时做好凝汽器的化学检查评价工作，参照热力设备大修化学检查评价标准，确定是否属于一类（汽侧无腐蚀，水侧无结垢，无腐蚀，无泄漏）、二类（汽侧有氨蚀迹象，水侧有薄层软垢，有轻微腐蚀微漏）或三类（汽、水侧有明显腐蚀，水侧附着物大于

0.3mm,有漏泄或因结垢而进行酸洗）；并做好大。