前 言
凝汽器冷卻管水側(cè)的腐蝕一直為設計、制造和運行人員所迫切關(guān)注和高度防范的焦點問題,然而冷卻管汽側(cè)的腐蝕問題由于種種原因而往往為人們所忽視或遺落,如果對這個問題給予充分的掌握和解決,就可以在汽輪機組的正常運行中可使凝汽器冷卻管在蒸汽側(cè)的腐蝕減少到最低或不發(fā)生。
1 凝汽器冷卻管蒸汽側(cè)的腐蝕
冷卻管蒸汽側(cè)的腐蝕有別于水側(cè)的腐蝕,通常只要在凝汽器的結(jié)構(gòu)設計中給予一定的重視就可以得到較好的使用效果。常見的汽側(cè)腐蝕如下所述。
1.1 應力腐蝕裂紋
發(fā)生在凝汽器水側(cè)的應力腐蝕裂紋也可以發(fā)生在汽側(cè),它是一種敏感合金在特殊腐蝕介質(zhì)中因拉伸應力加大而緩慢形成的裂紋的一種形式。
在凝汽器中僅發(fā)現(xiàn)過銅合金因產(chǎn)生應力腐蝕裂紋而受到的損壞。通常在凝汽器的常規(guī)運行條件下,不銹鋼管和鈦管則不受應力腐蝕裂紋的影響。一般絕大多數(shù)的應力腐蝕裂紋損壞是從冷卻管的汽側(cè)開始的。在每種情況下,應力腐蝕裂紋損壞都僅僅發(fā)生在拉伸應力(殘余的或施加的應力)高得足以引起應力腐蝕裂紋的部位。
假定在銅合金管上的某些部位已有足夠高的應力,那么產(chǎn)生應力腐蝕裂紋的第二個先決條件便是可引起裂紋的一種介質(zhì),如銅基合金在含氨的介質(zhì)中就容易產(chǎn)生。
導致銅合金管汽側(cè)應力腐蝕裂紋的介質(zhì)條件是很清楚的,在這里絕大多數(shù)的應力腐蝕裂紋(雖然不是全部)都是由含有溶解氧的氨溶液引起的。尤其是空氣冷卻區(qū)內(nèi)氨的濃度特別高,因此,這里經(jīng)常產(chǎn)生應力腐蝕裂紋。
在冷卻管常用的銅合金中,黃銅管在含氨的介質(zhì)里最容易產(chǎn)生應力腐蝕裂紋,海軍黃銅(經(jīng)過或未經(jīng)過緩蝕處理)較多發(fā)生應力腐蝕裂紋。另外,如果在處理過程中避免鐵在銅鎳合金中沉淀,那么銅鎳合金則根本上不受氨所導致的應力腐蝕裂紋的影響。如在空氣冷卻區(qū)中經(jīng)常使用的BFe30-1-1。
無論在冷卻管的哪一側(cè)開始產(chǎn)生裂紋,都有一些防止冷卻管產(chǎn)生應力腐蝕裂紋的有效方法。所以在冷卻管的安裝過程中應注意避免脹管越出管板的厚度;應規(guī)定全部消除應力的冷卻管在最終消除應力后要避免彎曲、碰撞和機械沖擊造成的凹痕;使用可耐受應力腐蝕裂紋的合金,是防止汽側(cè)應力腐蝕裂紋的另一種方法,如采用銅鎳合金管、不銹鋼管以及鈦管。
凝汽器的任何泄漏都應當迅速確定位置和即刻解決,因為嚴密的凝汽器不僅可大大改進銅合金耐受汽側(cè)應力腐蝕裂紋的性能,還可大大增加耐受凝結(jié)水腐蝕的性能。
1.2 凝結(jié)水腐蝕
導致銅合金冷卻管汽側(cè)產(chǎn)生氨致應力腐蝕裂紋的介質(zhì)條件類型,也是導致凝結(jié)水腐蝕的介質(zhì)條件類型。凝結(jié)水腐蝕亦即氨腐蝕,這種腐蝕多局限于空氣冷卻區(qū),因為這里的氨和氧的濃度特別高。
另外,在同時存在著氧的情況下,這些氨溶液就可以在被接觸的相鄰的銅合金管子上產(chǎn)生圓環(huán)狀的腐蝕深溝(凝結(jié)水腐蝕溝)。
氧在凝結(jié)水腐蝕機理中的作用,并不亞于氨所起的作用。
漏入凝汽器的空氣不僅提供在凝結(jié)水腐蝕中起關(guān)鍵作用的氧,同時也使CO2漏入凝汽器,而CO2在含氨的凝結(jié)水明顯地加快了銅合金的腐蝕速度。
防止氨致應力腐蝕裂紋的許多方法,也可用來防止凝結(jié)水腐蝕。例如,在空氣冷卻區(qū)采用BFe30-1-1的銅合金管,更好的是采用不銹鋼管、鈦管。