316L不锈钢管管内二氧化锰垢下的腐蚀分析与防控

2020-12-14 14:43:04

河南某火力发电厂一期有2台350MW机组凝汽器,1998年投产,不锈钢管是德国产,牌号1.4401,相当于316, (D25.4x0.7x9500),约27000根,冷却水流速1.99m/s,冷却水流量约43吨/小时。不锈钢复合管板,不锈钢管与管板只胀不焊。冷却水源是YHK水库水,直流式,水质较好,外观非常清澈,含盐量很低,氯离子浓度通常只有几个毫克/升,主要水质指标及其变化见图。由于316不锈钢管内污垢很多,严重影响了传热效果,煤耗大大增加。管内污垢见图。2009年10月,#2机组大修中清洗凝汽器不锈钢管,洗后发现几百根凝汽器管泄漏,抽取管样发现均为细小蚀孔,蚀孔的内外壁开口均为圆形。外壁蚀坑形状不尽相同,除深入穿孔的蚀坑外,周边均有形状和深浅不同的其它局部腐蚀,外壁蚀坑尺寸大于内壁蚀坑。不锈钢管腐蚀照片见图。

    

 经多种方法检查分析可以确认: 316不锈钢管质量合格, 腐蚀管样的流速比正常凝汽器管明显偏低,内壁有微生物活动形成了多孔网状粘膜,沉积物较多。国外对冷却水系统二氧化锰沉淀引起316不锈钢管腐蚀问题研究较早。1988年Linnenbom和Forshee给出了Beaver Valley电厂的冷却水系统锰致点蚀的案例涡流探伤表明超过75%的凝汽器管道有穿透性点蚀现象。通过肉眼观察和化学分析发现MnO:是主要污垢物.Sugam等研究了Salem发电站的锰腐蚀问题,报告确定氯化是导致二氧化锰沉淀的主要诱因。Dickins。介绍了核电站开放式再循环用水系统中不锈钢的锰致腐蚀,详细的化学、电化学、微生物分析显示,点蚀跟表面上二氧化锰造成的强氧化环境有关。Linhardt讨论了几家水电站的锰腐蚀案例,在这些水电站的水轮机涡轮上出现腐蚀现象,并发现有黑色沉积物。通过肉眼观察和化学分析沉积物,发现有MnO:存在。

    

 文献认为氧化锰沉积在316不锈钢管表面会引起钢管开路电位大幅度上升,当开路电位超过点蚀电位时就会发生不锈钢管的点蚀。和锰本身对316不锈钢管开路电位并无明显影响,微生物和化学氧化剂均可将Mn2+氧化成MnO2,微生物氧化更容易发生。综上所述,河南YIIK电厂凝汽器不锈钢管的腐蚀是一起典型的由二氧化锰引起的腐蚀,二氧化锰沉积应该是微生物活动的结果。


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