凝汽器铜管腐蚀情况分析

陈浩1李学锋1张鑫2

1.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川；2.申能申能吴忠热电有限责任公司宁夏吴忠

摘要：对宁夏某电厂凝汽器的腐蚀情况和原因进行了分析，并提出了相应的改进措施。

关键词：凝汽器铜管；腐蚀

在火电厂中，因凝汽器铜管腐蚀泄漏而引起的故障约整个电厂的20~30%，做好凝汽器的防腐、防垢工作是电厂化学工作者一项重要任务。要减缓铜管的腐蚀，延长使用寿命，首先要弄清铜管的腐蚀损坏的原因，以便有的放矢。

1、系统及主要设备技术规范

宁夏某电厂凝汽器是N-7800-1型、单壳体、双流程表面式凝汽器，设A、B两侧，主管束为向心辐射状排列。凝汽器铜管总数为12075根，其中主凝结区为Ф25×1的HSn70-1AB型铜管，铜管数量为10878根；顶部三排和两侧通道为914根Ф25×1.24的HSn70-1AB型加厚铜管。

2、凝汽器设备抽管情况

宁夏某电厂在机组检修期间，对凝汽器A、B侧铜管进行抽样，2016年1月20日进行试验检测，试验检测情况如下：

2.1凝汽器A侧铜管原始管样

凝汽器A侧入口和出口管样外部表面光滑，无凹损、破裂痕迹，对管样进行水平抛开，入口处铜管内表面有大量沉积物附着，形成的沉积物已失水干燥；附着在铜管内表面的沉积物分布不均，凹凸不平，呈山峦状，颜色为土黄色，质地较坚硬，不易去除；除去沉积物后，观察管样内表面上有一层硫酸亚铁保护膜，部分地方保护膜呈块状脱落（如图1）；从管样水平切面的切口可以观察到多处出现了垢下腐蚀现象（如图1画红线处）。出口处其内表面有少量的沉积物附着，呈点状分布，颜色为土黄色，质地较坚硬，不易除去，管样内表面有少量白色附着物物，为硫酸盐还原菌侵蚀，观察管样内表面上有一层硫酸亚铁保护膜，管样的水平切面的切口呈金属光泽，没有发现腐蚀现象。

图1：凝汽器A侧入口和出口原始试片

图3：凝汽器B侧入口和出口原始试片

2.2凝汽器B侧铜管入口和出口原始管样

凝汽器B侧入口和出口管样外部表面光滑，无凹损、对管样进行水平抛开，其内表面有大量的沉积物附着，呈堆积状分布，颜色为土黄色，，较坚硬，管样内表面有少量白色附着物物，为硫酸盐还原菌侵蚀，管样内表面上均匀黏附一层有一层硫酸亚铁保护膜，管样的水平切面的切口呈金属光泽，没有发现腐蚀现象。

3.4凝汽器A侧铜管入口试片酸洗结果

凝汽器A侧入口试片清洗后，发现试片内表面有大量的明显腐蚀坑点，试片中间有一个较大的腐蚀坑点(如图5)，显微镜放大进行测量，其面积为;9.3446mm2，对该试片一角进行机械破坏，试片内表面金属由于脱锌腐蚀严重（如图4），失去金属韧性，发生金属内表面酥松呈块状脱落。截取一节试片腐蚀的试样，在显微镜下进行微观检测：切面腐蚀区域和正常铜管区域有清晰的界限，通过测量管壁厚度为：1.2412mm；腐蚀最深处为：0.8452mm。

图4：显微镜下A侧入口试片切口脱锌处腐蚀情况

图5：显微镜下A入口试片内部腐蚀坑点

图6：凝汽器A侧出口酸洗后试片

图7：凝汽器B侧入口酸洗后试片

3.5凝汽器A侧铜管出口、B侧铜管入口、B侧铜管出口试片酸洗结果

凝汽器A侧出口、B侧入口、B侧出口试片清洗后，发现A侧出口试片有少量的垢下腐蚀点（如图6），B侧入口试片有较大面积的垢下腐蚀（如图6），B侧出口无明显腐蚀现象。

3垢量分析结果

凝汽器铜管垢量分析如下表：

表1：垢量分析

4腐蚀因素及引起的原因分析

4.1机组循环水运行方式

1#机组循环水系统运行过程，机组运行早期加入单体ATMP和铜缓蚀剂BTA，运行控制在浓缩倍数2.0～2.5左右；运行一段时间后选用复合型阻垢缓蚀剂控制循环水的结垢及腐蚀，循环水的浓缩倍数控制在2.5～3.2。日常杀菌主要是加入现场发生的ClO2，然后不定期加入非氧化性杀菌剂（异噻唑啉酮等）进行杀菌粘泥剥离处理[1]。

4.2铜管腐蚀形成的原因分析

影响金属腐蚀的因素很多，主要为金属材质、循环水运行方式（流速、浓缩倍数、温度）、循环水水质（pH、悬浮物、COD、BOD、微生物）、循环水运行控制（阻垢缓蚀剂、杀菌剂）、以及自然条件下形成的循环水异常情况等，上述因素均可以导致电厂凝汽器铜管形成均匀腐蚀或局部腐蚀情况发生。

4.3铜管材质是否存在缺陷

HSn70-1B新铜管的内表面上可见有不连续的残碳膜痕迹（没有定性检验结论），铜表面上残留着的钢管拉拔润滑剂残渣在光亮退火时分解所形成的碳加速铜的点蚀。铜管上碳的残留并非产生点蚀的充分条件，铜的点蚀还存在一临界电位。碳膜的作用是使铜的电位升高至高于上述临界值从而导致点蚀。一般循环水中SO42-或Na+浓度愈高，或溶解氧量愈多，铜的点蚀倾向愈大。

4.4循环水流速及聚合铁后移

一般来说，溶液的流动对抑制点蚀起一定的有益作用。虽然不少数据说明流速对Eb无影响，或影响很小，但流速却可能影响腐蚀孔的数目或深度。主要是流速对沉积物的影响所致。因为点蚀在铜管表面上有杂质附着时更容易发生，在沉积物下面，由于供氧不足，形成浓差电池，金属的钝化状态容易破坏。

5循环水处理应采取的措施

5.1根据目前铜管的实际情况，为有效控制铜管的腐蚀，最好对凝汽器铜管进行酸洗成硫酸亚铁膜，以达到控制腐蚀点的进一步发展，防止点蚀穿孔。

5.2最新的研究表明[2]，聚合铁的后移动会严重影响氧化性杀菌剂的杀菌性能。因为氧化性杀菌剂会切断聚合铁的分子链，使之产生部分消耗。当氧化性杀菌剂加入量不足时，无法控制细菌的繁殖，将使循环水系统产生粘泥障碍。当产生特定情况造成聚合铁后移时，应及时加入非氧化性杀菌剂，控制循环水系统微生物细菌的繁殖。同时应提高药剂中的分散性能，防止聚合铁后移时形成吸附性沉积膜加速粘泥附着。

5.3对于电厂的循环水系统，应重点控制的细菌繁殖主要是铁细菌、硫酸盐还原菌、硫细菌等，应选择有特殊杀菌作用的杀菌剂来控制细菌繁殖[3]，防止产生微生物腐蚀，特别是防止微生物细菌侵蚀亚铁膜的情况发生。

参考文献：

[1]罗奖合，李建玺，王蓉蓉等．BHMT阻垢性能试验研究报告[R]．西安热工研究院，2006

[2]郭军科，杨洪民。磷系和含磷缓蚀阻垢剂的现状及展望[J].天津电力技术，2002（1）

[3]周本省．循环水系统中水垢及其控制[J]．腐蚀与保护，2006，