冷凝器铜管的成分分析及防腐作用

　　冷凝器铜管是 大型火力发电厂发电机组的重要构件，电力铜棒腐蚀泄漏是 影响发电机组稳定运行的一大祸害，它不仅造成换管损失和停机损失，而且换管过程会进一步污染水质，加速余下的冷凝器铜管的进一步腐蚀。统计数字表明，   大型锅炉的腐蚀损坏事故中，大约有30%是 由于冷凝器的腐蚀失效引起的，在国内，这个比例   高一些。白铜冷凝管使役过程中容易发生点腐蚀，但迄今为止，关于点腐蚀产生的原因仍然不清楚，这是 因为除冷凝器铜管材质外，循环冷却水水质、处理、阻垢处理、循环水流速、镀膜和清洗情况以及凝汽器的停用等，都将影响到冷凝器铜管的腐蚀。

　　长铜公司生产的白铜冷凝管在西北某电厂使用过程中也发生了腐蚀，用户现场检测结果表明，使役条件不同，腐蚀的程度也不同。因此，本文作者从用户现场取回尚未安装使用的和已经安装但经受不同使役条件的白铜冷凝管，采用成分分析、拉伸力学性能实验、金相分析、X射线衍射物相分析对铜管的力学性能和显微组织及其变化进行   ，旨在探讨腐蚀产生的原因和提出防止腐蚀失效的途径。

　　除铜管材质外，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。循环冷却水水质、处理、阻垢处理、循环水流速、镀膜和清洗情况以及凝汽器的停用等，都是 影响沉积物形成的重要因素。由于铜管内壁沉积物分布不均匀，不同部位存在供氧差异和介质浓度差异，从而形成微电池效应，导致局部腐蚀。

　　黄铜管成膜处理包括两种方式，一种是 新机组投产前成膜，另一种是 机组运行一段时间后再成膜。新机组投产前成膜，新铜管只要碱洗除去表面的油污便可直接成膜。机组运行一段时间后再成膜，铜管表面会有硬垢，还会有生物粘泥，   进行酸洗或者采用胶球进行清扫。

　　成膜的实质是 硫酸亚铁水解并氧 化生成Fe0.OH胶体，之后与铜管表面自然生成的Cu2O膜产生吸附反应。在这一过程中，会伴随有氢氧 化铁沉淀生成，沉积在铜管表面，阻碍成膜反应的进一步进行，这是 成膜工艺中不希望的。成膜反应的速度与水质的pH值、Fe2+浓度、溶解氧的浓度和成膜的温度有关。

　　pH升高有利于成膜，但pH太高，则会有Fe(OH)3沉淀产生。Fe2+浓度越高成膜反应速度越快，但pH会下降，导致溶液呈酸性，形成的膜会溶解。可见在   的水质条件下提高F扩十浓度和提高pH值是 相互矛盾的，用户实际操作中采用加生水的方法来调节pH。溶解氧是 成膜的   条件计算表明，当加入1kgFeSOa.7H2O，需要消耗溶解氧1/32kg。

　　对水容积较大的机组，则需要采用吹压缩空气的方法来补充氧气的消耗。温度对成膜反应的速度影响包括两个方面，温度提高，有助于加快成膜反应的影响，但Fe2+的水解和氧 化速度也加快，导致Fe(OH)3沉淀增多，Fe2+浓度减少，pH和Fe2+浓度不容易维持，不利于成膜；同时由于水中溶解氧含量随温度升高而显著降低，无法成膜反应中所需的氧浓度。但温度过低，成膜反应的速度又太慢，通常以20~30℃为宜。

　　新机组投产前成膜，铜管表面自然生成的Cu2O膜致密均匀，与基体附着牢固，因而硫酸亚铁水解并氧 化生成的FeO.OH胶体可致密均匀地附着在Cu2O膜上，具有较好的作用。

　　机组运行一段时间后再成膜，尽管进行了酸洗及胶球清洗，但不可能      硬垢与生物粘泥，在这些部位会残留酸洗液，同时由于“婴儿期腐蚀”的影响，铜管内壁产生轻微腐蚀现象，导致表面不平整，所形成的Cu2O膜不致密和厚度不均匀，从而使得在铜管表面的Cu2O膜上形成的一层铁基氧 化物保护膜也存在不致密均匀的现象，因而作用相对较差。

　　结论

　　1)生产单位为电厂用户提供的白铜管成分、组织和性能符合国标GB/T8890-1998的要求，材质正常。

　　2)对比不同镀膜方式对管材内壁能力的影响发现，镀膜后再使用比使用一段时间后再镀膜的铜管性能要好。因此，建议电厂用户在新管运行前即进行镀膜处理。

　　3)从使用过的异型铜管腐蚀产物的成分和物相分析可以看出，冷却水中含有大量的Ca，Mg，C1，S等离子，Ca，Mg等是 结垢层的主要成分，C1+和S2+则是 产生点腐蚀的主要原因，因此，建议电厂用户增强循环水质量的控制，包括净化水质、除垢处理和严格控制C1+和S2+的含量。