洋浦電廠海水循環(huán)系統(tǒng)陰極保護(hù)應(yīng)用簡議

馬傳慶　盧璇

【摘 要】以洋浦電廠海水循環(huán)系統(tǒng)存在的腐蝕為基本對象進(jìn)行研究評議，提出了防腐技術(shù)的改造方案，并取得了良好的保護(hù)效果。

【關(guān)鍵詞】陰極保護(hù)；海水循環(huán)；應(yīng)用

0 引言

洋浦電廠機(jī)組總裝機(jī)容量為440MW，凝汽器為分雙流程表面式單殼體，主要鋼材為鈦管和鈦板。鈦管數(shù)量為97706根，冷卻水量為18000t/h，冷卻面積為6460m2。

洋浦電廠采用海水作為循環(huán)冷卻水，海水具有較強(qiáng)的腐蝕性，對系統(tǒng)中的金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，不僅影響電廠的安全生產(chǎn)，也加大了維護(hù)費(fèi)用。陰極保護(hù)系統(tǒng)中的鋼質(zhì)管道，一般均采用防腐蝕涂層和鋁、鋅犧牲陽極的聯(lián)合保護(hù)，實(shí)際應(yīng)用效果較為理想。洋浦電廠二期主廠房凝汽器進(jìn)出水管道內(nèi)壁實(shí)施了外加電流陰極保護(hù)，投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，發(fā)生海水管道有腐蝕現(xiàn)象，特別在凝汽器相連的出水部位，腐蝕問題更加嚴(yán)重。

1 陰極保護(hù)概要

不同的金屬浸在海水中具有不同的電位值，不同金屬聯(lián)在一起浸在海水中，則電位較負(fù)的金屬作為陽極以一定的速度不斷腐蝕下去；而電位較正的金屬作為陰極僅起到傳遞電子的作用，金屬本身不發(fā)生變化，即作為陰極的金屬得到了保護(hù)[1]。陰極保護(hù)即是向被保護(hù)金屬施加一定量的陰極極化電流，使被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)電位降至穩(wěn)定區(qū)使之得到保護(hù)。依據(jù)所提供電流的方法不同，可分為外加電流陰極保護(hù)法和犧牲陽極保護(hù)法。

2 腐蝕原因分析

經(jīng)過調(diào)查與現(xiàn)場測試，海水循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的主要原因如下。

陰極保護(hù)系統(tǒng)施工時(shí)，未能按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行安裝。輔助陽極電纜選擇了參比電極用的信號線（信號線斷面積很小，缺負(fù)載電流，而輔助陽極設(shè)計(jì)電纜為1×4mm2電力電纜，是要負(fù)載電流的），在使用過程中輔助陽極電纜出現(xiàn)燒毀斷路，導(dǎo)致輔助陽極數(shù)量減少，無法滿足設(shè)計(jì)要求。必須對斷路的輔助陽極進(jìn)行更換。但檢查發(fā)現(xiàn)有8支電極所在的鋼管在混凝土中，該管段的輔助陽極與電纜隨同打在混凝土中，無法對電纜進(jìn)行更換。

由于設(shè)計(jì)與施工存在問題， 與凝汽器相連的出水管道水位一般不滿，經(jīng)常出現(xiàn)海水飛濺情況，而且出水溫度比進(jìn)水溫度高，陰極保護(hù)起不到應(yīng)有的作用，以致于出現(xiàn)出口管道過早腐蝕滲漏。同時(shí)該管段設(shè)備用材較為復(fù)雜，凝汽器為金屬鈦，管道為碳鋼，電動(dòng)閥門為不銹鋼，三種材料存在較大的電位差，當(dāng)管道內(nèi)有海水時(shí)，必然發(fā)生電偶腐蝕的傾向。碳鋼管道采用了防腐涂層，但焊縫處的凹凸不平和砂眼等缺陷使該處的防腐涂層出現(xiàn)針孔而使基體暴露在海水中成為陽極。陽極面積非常小，而作為陰極的凝汽器面積很大，這樣的“大陰極-小陽極”使焊縫的腐蝕速度非?？欤敝辆植看┛譡2]。由于洋浦電廠機(jī)組經(jīng)常參與調(diào)峰，停機(jī)時(shí)陰極保護(hù)電源同時(shí)也關(guān)閉，有些位置較低的水平管道仍殘留海水，也會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。實(shí)踐表明，經(jīng)常參與調(diào)峰機(jī)組的腐蝕程度要比連續(xù)運(yùn)行機(jī)組嚴(yán)重。

3 改進(jìn)實(shí)施方案

鑒于引起電偶腐蝕的因素難以消除，所以必須從腐蝕控制入手實(shí)施防腐。一方面加強(qiáng)對陰極保護(hù)系統(tǒng)的管理，定期對系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)，并盡量減少陰極保護(hù)停電時(shí)間。另一方面，提出在靠近混凝土側(cè)，增加相應(yīng)數(shù)量的HFLF-1型釕鈦輔助陽極（為保險(xiǎn)起見，在埋入混凝土段的￠1220管段內(nèi)共焊接AE-4型鋁犧牲陽極4塊），使得焊縫處在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)停止工作的情況下仍能達(dá)到保護(hù)電位。通過這些補(bǔ)救措施可使陰極保護(hù)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在凝汽器兩條進(jìn)水管二次濾網(wǎng)兩端的鋼管各增補(bǔ)一條跨接線（共兩條跨接線），采用獨(dú)立的恒電位儀進(jìn)行控制，使之成為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)。在特征的連接部位設(shè)置參比電極方便檢測，避免過保護(hù)可能引起的危害。此外，在機(jī)組檢修時(shí)對該部分管道實(shí)施了特種樹脂內(nèi)襯，取得了良好的保護(hù)效果[3]。

海水循環(huán)系統(tǒng)對電廠安全生產(chǎn)至關(guān)重要，為充分保證外加電流保護(hù)的有效性，近幾年來輔以FRP（纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料）襯里涂層處理，已經(jīng)被廣泛使用。經(jīng)過充分考慮，洋浦電廠實(shí)施了凝汽器海水管道FRP內(nèi)襯防腐方案。通過表面處理、除銹、內(nèi)襯施工等措施，已達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4 防腐效果評價(jià)

實(shí)施改造后投入陰極保護(hù)，經(jīng)過三年運(yùn)行，對凝汽器及海水管道進(jìn)行清洗、維護(hù)、更換鋁鋅犧牲陽極塊片。受保護(hù)管道表面均較平整、光滑、無明顯腐蝕坑點(diǎn)。未受保護(hù)鋁犧牲陽極塊片表面都比較粗糙，有明顯的腐蝕現(xiàn)象。從鋁犧牲陽極塊片重量變化數(shù)據(jù)可以看出，鋁犧牲陽極塊片平均腐蝕速率為1000g/a。凝汽器出口管道焊縫處安裝的4塊鋁陽極，在外加電流不工作的情況下，焊縫處附近的電位為-0.87V，達(dá)到了保護(hù)電位。在陰極保護(hù)安裝過程中，為加強(qiáng)對管板的保護(hù)，曾對凝汽器水室及管板涂刷防腐涂料進(jìn)行防腐處理，維護(hù)檢查發(fā)現(xiàn)，所涂保護(hù)層仍然完好。

通過三年時(shí)間的運(yùn)行，整個(gè)陰極保護(hù)裝置運(yùn)行正常，電位恒定，系統(tǒng)可靠性高，維護(hù)量小，簡便易行。

5 結(jié)論

因洋浦電廠海水循環(huán)系統(tǒng)每停機(jī)堵漏一次，每次損失幾萬元。通過對海水循環(huán)系統(tǒng)采用防腐蝕涂層和鋁、鋅犧牲陽極的聯(lián)合保護(hù)，已達(dá)到了較好的防腐保護(hù)目的。抑制凝汽器鈦管端部因化學(xué)腐蝕造成的非正常穿孔事件，延長了鈦管的使用壽命，也避免因凝汽器海水管道泄漏停機(jī)堵漏所造成的損失，陰極保護(hù)對海水循環(huán)系統(tǒng)是一種較為理想的保護(hù)設(shè)施。新提出的改造方案投產(chǎn)后也均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行狀況正常。通過實(shí)踐證明，該項(xiàng)技術(shù)改造方案是成功的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟超.陰極保護(hù)技術(shù)在濱海電廠凝汽器防腐上的應(yīng)用[J].沈陽：腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2001.

[2]陳強(qiáng)，陳偉.海濱電廠循環(huán)水泵泵軸陰極保護(hù)技術(shù)研究[J].西安：熱力發(fā)電，2003.

[3]張俊喜.電廠熱力設(shè)備用黃銅的陰極保護(hù)研究[J].沈陽：腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2005.

[責(zé)任編輯：李書培]