電廠循環水冷系統用不銹鋼的腐蝕與防護

呂闖 耿曼 盧志敏 溫玉婷(廣州高瀾節能技術股份有限公司,廣東 廣州 510663)

電廠循環水冷系統用不銹鋼的腐蝕與防護

呂闖 耿曼 盧志敏 溫玉婷(廣州高瀾節能技術股份有限公司,廣東 廣州 510663)

電廠的循環水冷系統常見的材質是不銹鋼，但不銹鋼并不是萬能的，一旦受到某些因素的影響依然會發生腐蝕的現象，嚴重影響系統的正常運行。本文主要分析了常見的腐蝕類型，然后提出了預防腐蝕的對策，旨在提高不銹鋼的抗腐蝕性能，確保循環水冷系統安全運行。

電廠；水冷系統；不銹鋼；腐蝕

目前，各大電廠的水冷系統常用的材料就是不銹鋼。通常，不銹鋼給人們的印象就是十分耐腐蝕，不過，這種情況卻不是絕對的。引起不銹鋼腐蝕的原因有很多，稍不留神就可能會導致不銹鋼腐蝕，影響電廠的安全。對于電廠而言，合理進行水冷系統的不銹鋼防腐蝕保護才是最重要的。

1 循環冷卻水系統常見的腐蝕類型

電廠的循環冷卻水系統是電廠重要的取水部分，主要包括直接冷卻和間接冷卻兩種水。目前常見的時間接冷卻水應用，其冷卻的效果主要是冷卻水通過一定的間接交換實現的。間接冷卻水需要與換熱設備中的不銹鋼換熱器接觸，那么就可能會發生腐蝕的現象[1]。目前，常見的腐蝕類型有以下幾種。

1.1 點蝕

對于不銹鋼的腐蝕而言，點蝕是有一種“蠶食”之感，而且發展迅速，不易提防。點蝕，顧名思義，就是一種典型的從一點點發展到大面積的腐蝕行為。其實，點蝕在發生之前就有預兆，不銹鋼的表面氧化層會呈現不規則的凹陷，這需要仔細觀察方能發現這種現象。這實際上就是發生點蝕的征兆，因為氧化膜遭到了破壞，也意味著金屬表面不能再受到其保護。因此，點蝕就會產生，嚴重侵害著不銹鋼的表面。由于這些微微凹陷很容易受到腐蝕物的濃度、溫度等因素的影響，而且其發展速度極快，這樣，點蝕就成為破壞力最強的腐蝕類型之一。

1.2 晶間腐蝕

晶間腐蝕也是一種非常嚴重的不銹鋼腐蝕類型。產生晶間腐蝕的不銹鋼會喪失其強度，給冷卻水系統的安全帶來了嚴重的影響。之所以會產恒晶間腐蝕，主要是因為不銹鋼的中的鉻的質量分數不達標，那么一旦有腐蝕物影響，缺乏鉻的區域就會喪失抗腐蝕的性能。晶間腐蝕是一種典型的晶粒之間的腐蝕。在高溫的影響下，不銹鋼的晶粒內部中的鉻會擴散，但是碳的擴散速度遠大于鉻的速度，這樣碳在高溫影響之下就會不斷游離到晶粒的邊界，與還未來得及“逃開”的鉻發生化學反應。這就意味著晶粒邊界的鉻含量不斷減少，當其含量低于標準值的時候就會形成缺乏鉻的區域，由此就很容易受到腐蝕物的影響產生腐蝕[2]。

1.3 微生物腐蝕

微生物腐蝕通常伴隨著電化學腐蝕一起發生。其主要是由于細菌等微生物沉積在不銹鋼的表面，在電化學的作用下形成腐蝕現象。沉積物侵襲在金屬表面上，彼此之間缺乏氧氣，就會形成厭氧菌，在適合的條件下，厭氧菌大量繁殖，也會形成腐蝕。此外，在硫酸鹽的影響下也會形成腐蝕。微生物腐蝕會造成冷卻水系統受到嚴重的腐蝕影響，強度下降，甚至發生泄漏問題。由于微生物大量繁殖所產生的沉積物會阻礙冷卻水的功能。沉積微生物同樣會腐蝕設備。

2 循環冷卻水系統腐蝕防護措施

2.1 提高pH值

提高pH值的目的是為了降低腐蝕的速度。據了解，如果pH值酸性很強，尤其是小于4的時候，腐蝕的速度會很快。如果pH值介于弱酸性、中性和弱堿性之間時，腐蝕的速度不明顯。如果pH值在9.5以上，就會大大降低腐蝕的速度。因此要提高pH值。在這種情況下，冷卻水堿性較高，就意味著抗腐蝕的能力增強。要注意的是在增大pH值的過程中，碳酸鈣所引起的沉積結垢腐蝕問題。

2.2 控制氯離子含量與溫度

為了防止發生點蝕的情況，首先需要對氯離子的含量進行合理控制，因為氯離子越高，就意味著發生點蝕的幾率越高，而且會加大破壞力度。除了要控制氯離子的含量之外，溫度也是發生點蝕的罪魁禍首[3]。溫度越高，點蝕就越嚴重，因此要對溫度進行嚴格的控制。

2.3 加入穩定化元素

對于晶間腐蝕而言，其主要是在溫度的影響之下，由于碳的溶解度較差，因此，在高溫的作用下就會發生迅速擴散。相比之下，鉻的速度就沒有那么快，那么擴散到晶粒邊界的碳與鉻發硬形成了化合物，就會導致晶體內的鉻含量減少，由此造成的晶間腐蝕首先就是從晶粒的邊界開始的。加入穩定化元素主要是為了調整化學成分，減少碳與鉻形成化學反應的可能性。還要防止材料過熱，這樣也會減少碳的活躍度。

2.4 化學處理

針對微生物腐蝕問題，可以采取水處理藥劑和殺菌劑等方式抑制微生物繁殖。針對沉積垢下的腐蝕問題，可以采用阻垢劑進行處理。為了達到更好的防腐蝕效果，可以采取化學處理結合提高pH值的方式，因為其不僅可抑制微生物的繁殖，還能夠大大降低腐蝕的速度，提高循環系統運行的安全指數。

為了進一步減少微生物腐蝕的可能性，必須要嚴格控制微生物的生長環境，減少微生物的滋生和破壞力度。由于微生物的繁殖需要有適宜的環境和充分的養料，因此除了要進行環境的控制之外，還要減少養料的供應，及時清除不必要的養料，采取化學手段可以有效清除。

3 結語

綜上所述，電廠的循環冷卻水系統有幾種常見的腐蝕類型，每一種腐蝕的破壞力都很大，嚴重威脅了系統的安全運行。因此要制定科學、合理、有針對新的防范措施，減少腐蝕的可能性，提高不銹鋼材料的使用壽命。

[1]梁宏凱,何韜.電廠循環水冷系統用不銹鋼的腐蝕與防護[J].廣州化工,2011,24:123-124+126.

[2]曲政,龐其偉.濱海電廠循環冷卻水系統的腐蝕與防護[J].管道技術與設備,2003,01:35-37.

[3]寧秀梅,楊蕾,王慈慈,余俊,汪青.電廠循環水系統不銹鋼腐蝕研究[J].石油化工腐蝕與防護,2017,01:15-19.