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发电机铜导线受内冷水腐蚀机理及防护我国有相当数量在线运行的发电机采纳直接水冷方式进行冷却,有的采纳单水内冷,有的采纳双水内冷对于它的腐蚀性,国内外都进行过大量的实验研讨和现场测试工作,对影响铜导线腐蚀的很多重要因素有了较深化的了解,并实行过一些相应的预防措施,即使如此,运行中的电机铜导线的腐蚀事故仍然时有报导本文将对铜导线腐蚀的机理和铜导线的防腐作一些探讨铜导线的腐蚀机理1发电机铜导线的材质一般为紫铜,在不加爱护的情况下,其腐蚀速率一般为
0.002-
0.05g/m2・h,氧是主要的腐蚀剂,水中二氧化碳的含量和值对腐蚀程度影响较大在的条pH p02=
0.1〜2mg/L,pCO2=l-5mg/L,件下,溶解的氧与铜互相作用,形成氧化膜这些氧化铜会匀称地掩盖在铜外表上,它的爱护性能较差,不能防止基体腐蚀过程的进一步发生腐蚀过程中,腐蚀形成的一价铜离子被溶解氧氧化为二价铜离子,在没有特地的爱护措施时,腐蚀强度便取决于氧的浓度和的含量Cu2+但是,当发电机冷却系统运行时,铜导线的腐蚀与氧化铜的形成过程有关,氧化铜的形成速度取决于铜离子的含量、溶液的值和温度pH+的质量浓度超过200ng/L;当pHN
7.4时,水中Cu2+的质量浓度低于全部在合格范围内;当时,水中的质量浓度全部都200|ig/L,pHN
7.8Cu2+低于50|ig/L;而当pHV
6.4时、水中Cu2+的质量浓度到达900Ag/L以上所以,对于发电机内冷水的处理,在保证电导率合格的情况下,应尽量提高水中的值,至少保证假如能保证则更好pH pHN
7.4,pH*.0结论5提高发电机冷却系统的防腐力量,关键在于提高水的值采纳加氨pH的方法来提高内冷水的值,从技术上、经济上都具有很大的优势pH)药品本钱低,易于购置,运用安全;a)操作简洁易行;b)防腐效果好;c)节约了除盐水的用量;d)无须另外增加系统装备e凡具备了对除盐水加氨条件的发电厂,用提高内冷水补水值的方法pH来提高发电机冷却系统的防腐力量,运用起来更为便利,既能保证发电机的安全运行,又能大大节约药品费用和除盐水的消耗量,具有很高的适用价值和很大的推广应用意义要使溶液中的氧化铜沉淀,必需使浓度高于的溶解度;反Cu2+CuO之,氧化物溶解氧化铜溶解曲线如图所示1当由增加到时,铜氧化物饱和溶液浓度由削减至pH37Imol/L IJ10—9moi/L;pH为7〜9之间时,氧化铜的溶解得到缓冲;进一步提高pH会引起溶解度急剧增大,结果在溶液中形成阴离子和在实践中,甚至于当的浓度可能最小时,也大大超过的溶解Cu2+CuO度,即全部的实际溶液都是热不稳定的为什么会产生这种现象呢应当说是在内冷水中以胶体状态存在的原因Cu2+事实上,氧化铜的溶解度受温度的影响特别大在时,溶解度pHS7随温度的上升而急剧下降;当时,氧化铜在水中的平衡浓度呈现出pHN9很强的相反特性——溶解度随温度的增加而增加;当时,溶解度最7SpHS9小铜导线腐蚀的影响因素2氧
2.1水中氧饱和时,氧的质量浓度为6〜13mg/L;当水与空气直接接触时,水中氧的质量浓度为试验证明,在工作温度下饱和氧的
1.4〜
3.2mg/Lo质量浓度为时,腐蚀特别严峻;当氧的质量浓度进一步增
0.3〜
2.Omg/L加到时,腐蚀情况事实上改变甚微,这是由于形成了爱护12mg/L Cu20膜的原因;氧的质量浓度为时,腐蚀值转变,但并不那么剧
0.3〜10mg/L烈二氧化碳
2.2二氧化碳对于冷却水系统的防腐是极为不利的它主要有两方面的危害其一,二氧化碳溶于水后使水的降低,氧化铜的溶解度增大;其二,pH它可以参与化学反应,使铜的氧化腐蚀产物由转化为碱式碳酸铜Cu2O该物质是一种脆弱的腐蚀产物,在水流的冲刷下极易2CuCO32Cu OH2,剥落总之,二氧化碳破坏了初始氧化层的爱护作用,使腐蚀连续进行下去,并且其腐蚀速度随溶解在水中的二氧化碳质量浓度的增大而增大内冷水
2.3电导率
2.
3.1水的电导率对铜的腐蚀影响很大,一般认为内冷水的电导率维持在1范围内较好,超过此值,腐蚀会显著增加当电导率不大于〜lO^S/cm1膜/时,水中的电介损失当然会减小,但同时使铜的溶解度大大增加cm纯水是一种很强的、能溶解许多物质的溶剂,金属在水中具有肯定的可溶性与它们的化合物相比,除伯、金外,金属都具有比拟高的自由能,具有通过反应形成氧化物和其它化合物,从而到达较高稳定性的趋势即使撇开氧化的因素,金属也能以离子或自由微粒的状态直接溶于水中,其自由能越大,在水中的可溶性也越大水中溶解的金属会使电导率增加,采纳不断去除溶解金属的方法,使内冷水电导率维持在较低范围内,却又会使铜的溶解速度增大所以,从腐蚀的观点看,电导率过低并非好事有资料说明,当水的电导率由晓/减小到
①四/时,铜的腐蚀增加了1cm
551.倍;当电导率减小到
①时,其腐蚀增加了倍如图所示82pls/cm352水中存在溶解气体、金属和盐类氧化物,以及其它有机物,这些众多的杂质使水具有导电性,也对铜产生了腐蚀性作用,这就直接反映出了电导率越高,腐蚀性越强的关系但是,在肯定范围内,电导率的上升引起腐蚀加快的速度不及电导率太低引起腐蚀加快的速度温度
2.
3.2一般地说,温度上升,腐蚀速度也会增加对于密闭式隔离系统的发电机,温度上升,氧化作用加快,固体在水中的溶解加快,导致腐蚀加快对于放开系统的发电机,一方面温度上升产生上述现象,使腐蚀加快;另一方面温度上升会使水中气体溶解度降低,减缓腐蚀在放开系统的发电机中,温度由升到时,腐蚀渐渐加大;温度连续上升,腐蚀渐渐30℃60℃减小,形成一种所谓的“中间大,两头小”状态流速
3.
3.3冷却水的流淌产生两方面的影响)水的流速越高,机械磨损越大资料说明当电解铜空心线内冷却a水的流速为
0.2m/s时,月腐蚀量约为
0.7mg/cm2;当水的流速到达
1.65m/s时,月腐蚀量可达2mg/cm2;水的流速超过5m/s时,还会产气愤蚀现象实际生产的电机其耐磨性比电解铜要好,当水流速度为时,需要3m/s年时间,空心铜线内外表磨损深度才到达这说明空心铜导线
3500.15mm,有相当长的寿命在进行电机设计时,水流速度计算值一般小于与其2m/s,它腐蚀相比,水流淌引起的机械磨损并不重要)水的流淌会加速水中腐蚀性物质向金属外表迁移,并破坏钝化膜b大量的试验数据说明,铜的腐蚀速度会随流速的增大而增大
2.
3.4pH在水中,铜的电极电位低于氧的电极电位从化学热力学的观点看,铜是能被氧化腐蚀的腐蚀反应能否不断地进行下去,取决于腐蚀产物的性质假如它在铜外表的沉积速度很快,而且又很致密,就起到了爱护作用,即形成了所谓的爱护膜;反之,腐蚀沉积物不能形成爱护膜,腐蚀就会不断地进行下去铜的氧化膜的形成和防腐性能,与溶液的值关系亲密提高介质的pH值,可降低氧化铜的溶解度,但过高的值会使转变成,使爱护pH pHCuO膜溶解事实上,在水中铜的自然腐蚀电位为
0.2-
0.3V,对比电位一图可知,铜处于最稳定状态,腐蚀速度poubiX pH pH=7〜10,最小氨是一种常用的调整剂但由于它可能与铜离子形成稳定的铜氨pH络合物,加速铜的腐蚀,所以有人认为水中有溶解氧时,氨会大大加快铜的溶解,原因是形成了极易溶解的四氨化铜的复离子()[Cu NH34]2+其实,这种认识是片面的事实上,氨对铜的腐蚀是有条件的,对于这一点,国外早已有过报导,国内也有同样的研讨报告早些年国内有过对凝聚水铜管处理的报导在氧的质量浓度为时,用氨调整凝聚水10〜650Rg/L中值,当为时,铜的损失率为(天);当pH pH
6.0-
6.
50.2g/m2・pH为时,铜的损失率为(天);当氨的质量分数超过
8.0〜
8.
50.002g/m
2.时,铜的损失明显增加10—5以海军铜为例进行的实验研讨证明,在时,铜的抗腐蚀pH=
8.0-
9.5性能良好;时,其抗腐蚀性能明显下降;从上升到时,腐pH10pH1011蚀加速,可从每年的增加到以上,增加上千倍211m2mm只有氨的质量分数较大(超过)时,腐蚀才明显增加但是,在10—5发电机这个特定环境和条件下,由于受电导率掌握标准的限制,氨的含量不行能高到足以加速腐蚀发电机空心铜导线的地步防腐方法3对于发电机内冷水防腐的处理方法,国内外有过一些报导,如采纳密闭式隔离水冷系统,采纳开式水冷系统,采纳连续补水、连续排放方式,加缓蚀剂处理等等密闭式隔离水冷系统
3.1在系统内保持肯定压力的惰性气体氮气或氢气(氢气对有氢冷系统的机组而言),使氧和二氧化碳不能进入系统内,对防止氧腐蚀和二氧化碳酸性腐蚀起到肯定作用它的条件是系统必需严密,运用脱氧脱碳水,并引入离子交换系统,所以操作起来比拟麻烦开式水冷系统
3.2将汽轮机的凝聚水引入到内冷水系统中,对发电机进行冷却后又回水到凝汽器中这是由于凝聚水的值比拟高,对防腐有利但是,人们担pH忧内冷水含铜量的增加会引起锅炉水质的铜含量增加,影响锅炉的安全性当给水、炉水含铜量增加时,会使水冷壁管的腐蚀加速,反应如下由于有可能存在腐蚀的危险,所以必需通过实验才能确定采纳开式水冷系统是否可行连续补水、连续排放方式
3.3国内一些电厂采纳内冷水系统连续排放、连续补充(含氨)凝聚水的方式排放水量依据电导率和含铜量来确定,方法是从内冷水水箱上部溢流,从而到达降低水中含铜量的目的这种方法操作简洁,但事实上没有起到防腐作用,并且用水量大,不好掌握各种指标添加缓蚀剂
4.4原苏联的一些发电厂,在密闭式水冷系统中参加一些联胺,质量分数为(
0.5〜1)X10—3,电导率可掌握在很低范围内,防腐效果相当好联胺的防腐作用不言而喻,但其要求系统密闭,且药品对人体有肯定的毒害作用,故运用起来不太便利,因此不好推广应用在世纪年月末年月初,国内很多发电厂采208020XX X9020XX X纳了加(—硫基苯骈睡噗)的防腐处理方法详细做法是将MBT2MBT溶于溶液内制成母液,参加到内冷水箱,维持的质量浓度在NaOH MBT
0.电导率小于很明显,这样会显现以下问题由于5〜8mg/L,10|iS/cm不溶于水,要靠加来溶解,必定会提高冷却水的电导率,这是MBT NaOH其一;其二,有可能析出,并沉积在空心铜导线内壁,造成铜线散热MBT不良,或者发生空心铜导线堵塞事故世纪年月末年月初,湖南省各发电厂在发208020XX X9020XX X电机内冷水系统添加(苯骈三氮嗖+乙醇胺)进行防腐处理,收BTA+EA到肯定效果其做法是将溶于水溶液,加到内冷水箱,维持BTA EA起始质量浓度为电导率小于同样,BTA10〜15mg/L,101s/cm BTA1不溶于水,要靠来溶解,实施起来也简单显现与加药品同样的问EA MBT题云浮发电厂的防腐措施4云浮发电厂如今运行的是国产双水内冷发电机组,年投125MW20XX产其化学除盐水在送主厂房前就已在除盐水泵出口加了氨,加氨量由化学人员调整掌握;除盐水进主厂房后可直接进入内冷水箱;另外,经改进后汽机凝聚水也可直接进入内冷水箱特别强调电导率,而不重视和含铜pH量,这是许多发电厂的通病开头时,该厂对内冷水也作过一些处理,但都是被动的,仅仅是为了保证内冷水的电导率合格而实行的措施,水的pH值则长期不合格,铜的质量浓度亦长期不合格,有时高达
1.2mg/Lo年,电力部公布实施了新的《火力发电厂水汽监督导则》,对20XX发电机内冷水的掌握指标作了重大修改,其中电导率由原来的不大于52/L改为不大于四/这就为提高值制造了条件依据以上条件和前面10L,pH的分析研讨,结合详细情况,云浮发电厂选择了在内冷水中加氨提高值pH的方式来完成对发电机空心铜导线的防腐处理通过实验证明了前面
2.
3.4的理论研讨是正确的实验时,为确保发电机组肯定安全运行,实验人员实行了谨慎的看法,把电导率掌握在之间,所以的上升上限还2〜62/cm pH没有超过然而,得出的结论是可行的
8.5o图是依据实验结果描绘出的的相关性曲线图从图3pH-p Cu2+3可看出,与铜的溶解程度关系亲密当时,水中pHpH7Cu2。