汽轮机凝汽器铜管的腐蚀与保养

电力18讯：    凝汽器的腐蚀泄漏严重影响机组的水汽品质,威胁到机组的安全经济运行，各种机组投产以来，因凝汽器铜管泄露造成停机事故多起。对于亚临界纯直流锅炉来说，热力系统中的水汽品质提出了更高的要求,而凝汽器的腐蚀泄漏是严重影响机组安全运行的重要因素之一。统计数字表明,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,在我国这一比例更高。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恶化凝结水水质,引起机组炉前系统、锅炉以及汽轮机的腐蚀与结垢。因凝汽器的损坏泄漏,常迫使机组降负荷运行,甚至停机,因此凝汽器的腐蚀防护工作至关重要。为此凝汽器冷却管的腐蚀一直为设计、制造和运行人员所迫切关注和高度防范的焦点问题，如果对这个问题给予充分的掌握和解决，就可以在汽轮机组的正常运行中可使凝汽器冷却管在蒸汽侧的腐蚀减少到最低或不发生。
凝汽器铜管的腐蚀因汽轮机凝汽器的构造、材质、使用条件和冷却水质等因素的不同，其腐蚀形式是多种多样的。一般常见的腐蚀有以下几种：1、溃疡腐蚀；2、冲击性腐蚀；3、脱锌腐蚀；4、热点腐蚀；5、应力腐蚀；6、腐蚀疲劳；7、蒸汽侧的氨腐蚀；8、由于用被污染的冷却水产生的腐蚀。

    通过停机检修过程检查凝汽器管板腐蚀情况：
    由于海军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,一般腐蚀坑深度1～2ｍｍ,严重的可达5～7ｍｍ。
    铜管的氨蚀：资料显示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为9.3时,由ＮＨ4ＯＨ→ＮＨ+4+ＯＨ-的电离平衡可推算出凝结水中氨含量为0.37ｍｇ/Ｌ,如果ｐＨ控制不当,凝结水ｐＨ达9.5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/Ｌ。在如此高浓度的氨环境下,就容易产生氨蚀。有研究表明,氨含量小于100ｍｇ/Ｌ,少量的氨提高了溶液的ｐＨ,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 1Ａ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,甚至导致凝汽器铜管的切断。
    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Ｃｕ2+及Ｃｕ+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。
    循环冷却水水质、杀菌处理、阻垢处理、循环水流速、清洗情况以及凝汽器的停用等都是影响沉积物形成的因素,其中铜管清洗情况(胶球清洗、高压水冲洗等)的影响较为显著。如机组凝汽器的胶球清洗系统不能运行,铜管内壁形成沉积物,导致铜管沉积物下腐蚀严重,涡流探伤情况显示，铜管判废比例明显高于机组凝汽器胶球清洗系统正常运行的其它部位。
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。曾出现过凝汽器空抽区黄铜管断裂，部分铜管中存在较大的拉应力,加之空抽区氨含量较高,经过一段时间运行,应力腐蚀不断加剧,最终导致铜管断裂。近年对在役凝汽器铜管涡流探伤中也发现部分铜管汽侧有裂纹,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。
防护措施
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。采用停用超过3天,将水侧放空,打开人孔门通风干燥；短时间停用,维持循泵运行,防止循环水中的悬浮物沉积等措施,减缓凝汽器的停用腐蚀。
    利用检修机会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、保管方法。由于涡流探伤检测出要漏而未漏的铜管,查出铜管中存在的隐患,涡流探伤检测是以电磁感应理论为基础,根据探头靠近导体时，导体产生的感应涡流影响探头中线圈周围的磁场,造成线圈阻抗增量发生变化来识别缺陷。,涡流探伤对掌握凝汽