过热器氧化物溶解过程中金属材料局部腐蚀机理研究-华电技术.PDF

　第３９卷 第１０期 华电技术 Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．１０　 　　２０１７年１０月 ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｏｃｔ．２０１７　 过热器氧化物溶解过程中金属材料局部 腐蚀机理研究 邓宇强，叶智，张小平，张少勇，蔡国保，张继光，涂伟 （华电电力科学研究院，杭州　３１００３０） 摘　要：工程清洗后的割管检查和模拟清洗试验均发现，锅炉过热器局部氧化皮剥落部位出现了深４００ ｍ以上的腐蚀 μ 坑，对腐蚀坑的形成原因进行试验验证和腐蚀机理分析。分析结果表明：在氧化皮溶解区域与局部氧化皮剥落的金属裸 露区域，会形成“大阴极”和“小阳极”的电池腐蚀效应，加速了金属的腐蚀，在局部氧化皮剥落部位生成了严重的腐蚀 坑。因此，进行过热器氧化皮化学清洗时，需要同时用实际管样来评价腐蚀控制效果。 关键词：过热器；氧化皮；剥落；化学清洗；局部腐蚀；电池腐蚀效应 中图分类号：ＴＭ６２１．２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７４－１９５１（２０１７）１０－００１０－０４ 腐蚀总量都控制在ＤＬ／Ｔ７９４—２０１２《火力发电厂锅 ０　引言 炉化学清洗导则》规定的指标内，ＴＰ３４７Ｈ不锈钢材 火力发电机组过热器氧化皮的生长和剥落，会 料也未出现晶间腐蚀和应力腐蚀的情况。但在过热 造成汽轮机冲蚀、过热器堵塞爆管等一系列问 器清洗结束后第３年的割管检查中，发现１２Ｃｒ１ＭｏＶ ［１－２］ 表面存在深度超４００ ｍ的深坑，扣除氧化皮的厚度 题 。针对过热器氧化皮的治理，目前主要采取 μ １２２ ｍ，原始深度超过５００ ｍ（如图１所示）。锅炉 的技术手段有化学清洗、管材升级更换和割管清理 μ μ 等。化学清洗法是根据溶解剥离氧化皮的原理来达 生产厂家分析，这种深坑在生产制造过程是不会出 到清除氧化皮的目的，由于所采用的清洗剂对金属 现的，出厂检测也不会通过；化学和金属专业人员分 材料都会产生不同程度的腐蚀，因此，化学清洗过程 析，运行过程中的高温氧化也不会产生如此高的腐 中的腐蚀速度是一项非常重要的监控指标［３］。ＤＬ／ 蚀速度。国内出现过停用腐蚀引起的腐蚀坑泄漏情 Ｔ７９４—２０１２《火力发电厂锅炉化学清洗导则》规定， 况，但主要发生在再热器弯头易积水的部位，该管段 锅炉化学清洗过程中用腐蚀指示片测量的金属平均 取自弯头 １ｍ以上的垂直管，因此不是停用保护控 腐蚀速度应小于 ８ｇ／（ｍ２ ·ｈ），腐蚀总量应小于 制不当产生的腐蚀。考虑到此前进行过化学清洗， ２［４］ 因此通过设计模拟试验，对这种腐蚀坑的形成原因 ８０ｇ／ｍ 。而在过热器化学清洗中，多数氧化皮的 厚度通常在 １００ ｍ以上，单位面积的氧化皮量达 进行试验验证和腐蚀机理分析。 μ １０００ｇ／ｍ２以上，远超过锅炉水冷壁清洗要求的２００ ２ ｇ／ｍ 左右的范围，过热器化学清洗的药剂浓度和清 洗所需要的时间都是常规锅炉水冷壁化学清洗的２ 倍以上。因此，目前主要针对控制金属材料腐蚀速 度和溶解氧化皮效率开展清洗配方工艺的研 究［５－７］，并且已有成熟的清洗配方工艺在工程上成 ［８］ 功应用 。 图１　后屏过热器１２Ｃｒ１ＭｏＶ表面腐蚀坑形貌 １　过热器腐蚀现状 ２　试验内容 国内某电厂一