1. 工程概況
某海濱電廠采用海水作為冷卻介質(zhì)。日用海水量最高設(shè)計為185萬噸。由于海水是一種強侵蝕性電解質(zhì),所以海水輸送管道及有關(guān)設(shè)備的腐蝕極為嚴(yán)重。近設(shè)備管段,發(fā)生電偶腐蝕,多處穿孔,內(nèi)部潰瘍面積很大、很深,整個管子幾乎報廢,遠(yuǎn)離設(shè)備管段,雖然大面積涂層似完好無損,看不出什么腐蝕跡象,但是在法蘭邊、彎頭等其他涂層缺陷處發(fā)生局部腐蝕;面積不大,但很深;在法蘭邊的個別地方,一觸即破。
該廠海水管分主管Φ2376mm*18mm,總長約970m,直埋。冷凝器水管、Φ1688mm*13mm,總長約520m,其中約260m直埋。軸冷器水管,Φ600mm*8mm,共400m,全部架空。海水管內(nèi)流速為2.3m/s,出口水溫最高不超過380℃,介質(zhì)電阻率為0.267Ω·m。
2. 管內(nèi)強制電流法陰極保護(hù)設(shè)計
(1)保護(hù)電位 碳鋼管在海水中的最小保護(hù)電位為-0.85V(CSE,下同)。最大保護(hù)電位為-1.5V。最佳控制范圍-0. 85~-1. 15V。
(2)保護(hù)電流密度 按現(xiàn)場模擬實驗,結(jié)合文獻(xiàn)及以前工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)選擇保護(hù)電流密度i保為25mA/m2。
(3)輔助陽極 選擇鈦釕電極作為輔助陽極。該電極排流能力大,工作電位穩(wěn)定,易加工成各種形狀,抗摔打、敲擊,比同類型鍍鉑陽極便宜。
(4)參比電極 先期保護(hù)系統(tǒng)采用了銀/鹵化銀電極,后期主水管系統(tǒng)采用鋅/海水電極和活塞推進(jìn)式銅/飽和硫酸銅電極,可以調(diào)節(jié)校正,提高長期測量穩(wěn)定可靠性。
(5)電源 選用多路輸出恒電位儀,以便更好調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各路電流,達(dá)到電流分布合理、均勻保護(hù)目的。
3. 施工安裝
管道內(nèi)壁采用強制電流法陰極保護(hù),其中輔助陽極的安裝既是整個系統(tǒng)的重點,也是難點。陽極的間隔、位置、安裝方法都直接影響陰極保護(hù)的有效性。陽極間隔按公式計算,Φ600mm管應(yīng)為5.2m。實際安裝做了調(diào)整。長直管段的陽極間隔為6m。近設(shè)備管段、彎頭、三通等特殊處,適當(dāng)加密陽極分布,使電流分布更趨向合理,保護(hù)均勻。陽極設(shè)計成小尺寸外裝式,這樣,在小曲率半徑的管道上開孔、焊接陽極基座、安裝、拆卸陽極等都比較方便。管內(nèi)安裝陽極,必須充分考慮流速和流動狀態(tài)的影響,要有足夠強度。
輔助陽極、參比電極,都不允許與被保護(hù)體短路。導(dǎo)線連接處的絕緣密封采用熱收縮密封接頭。管內(nèi)電纜必須安裝護(hù)管,以保護(hù)電纜不受水流沖擊而損傷。
4. 保護(hù)效果
通過各監(jiān)測點電位測量,保護(hù)電位都在-0.85~-1.25之間,管外最高也不超過-1.5V。說明海水管道處于正常的陰極保護(hù)狀態(tài)。
開管檢查表明,自陰極保護(hù)系統(tǒng)投入運行3年來,Φ600mm管腐蝕穿孔現(xiàn)象再沒有出現(xiàn)過。說明海水腐蝕(包括嚴(yán)重的電偶腐蝕)受到有效控制,保護(hù)效果十分明顯。但極個別有沖刷、空泡及不常處于海水全浸狀態(tài)的部位,靠經(jīng)典的陰極保護(hù)措施,還不能達(dá)到滿意保護(hù)效果。
某海濱電廠采用海水作為冷卻介質(zhì)。日用海水量最高設(shè)計為185萬噸。由于海水是一種強侵蝕性電解質(zhì),所以海水輸送管道及有關(guān)設(shè)備的腐蝕極為嚴(yán)重。近設(shè)備管段,發(fā)生電偶腐蝕,多處穿孔,內(nèi)部潰瘍面積很大、很深,整個管子幾乎報廢,遠(yuǎn)離設(shè)備管段,雖然大面積涂層似完好無損,看不出什么腐蝕跡象,但是在法蘭邊、彎頭等其他涂層缺陷處發(fā)生局部腐蝕;面積不大,但很深;在法蘭邊的個別地方,一觸即破。
該廠海水管分主管Φ2376mm*18mm,總長約970m,直埋。冷凝器水管、Φ1688mm*13mm,總長約520m,其中約260m直埋。軸冷器水管,Φ600mm*8mm,共400m,全部架空。海水管內(nèi)流速為2.3m/s,出口水溫最高不超過380℃,介質(zhì)電阻率為0.267Ω·m。
2. 管內(nèi)強制電流法陰極保護(hù)設(shè)計
(1)保護(hù)電位 碳鋼管在海水中的最小保護(hù)電位為-0.85V(CSE,下同)。最大保護(hù)電位為-1.5V。最佳控制范圍-0. 85~-1. 15V。
(2)保護(hù)電流密度 按現(xiàn)場模擬實驗,結(jié)合文獻(xiàn)及以前工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)選擇保護(hù)電流密度i保為25mA/m2。
(3)輔助陽極 選擇鈦釕電極作為輔助陽極。該電極排流能力大,工作電位穩(wěn)定,易加工成各種形狀,抗摔打、敲擊,比同類型鍍鉑陽極便宜。
(4)參比電極 先期保護(hù)系統(tǒng)采用了銀/鹵化銀電極,后期主水管系統(tǒng)采用鋅/海水電極和活塞推進(jìn)式銅/飽和硫酸銅電極,可以調(diào)節(jié)校正,提高長期測量穩(wěn)定可靠性。
(5)電源 選用多路輸出恒電位儀,以便更好調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各路電流,達(dá)到電流分布合理、均勻保護(hù)目的。
3. 施工安裝
管道內(nèi)壁采用強制電流法陰極保護(hù),其中輔助陽極的安裝既是整個系統(tǒng)的重點,也是難點。陽極的間隔、位置、安裝方法都直接影響陰極保護(hù)的有效性。陽極間隔按公式計算,Φ600mm管應(yīng)為5.2m。實際安裝做了調(diào)整。長直管段的陽極間隔為6m。近設(shè)備管段、彎頭、三通等特殊處,適當(dāng)加密陽極分布,使電流分布更趨向合理,保護(hù)均勻。陽極設(shè)計成小尺寸外裝式,這樣,在小曲率半徑的管道上開孔、焊接陽極基座、安裝、拆卸陽極等都比較方便。管內(nèi)安裝陽極,必須充分考慮流速和流動狀態(tài)的影響,要有足夠強度。
輔助陽極、參比電極,都不允許與被保護(hù)體短路。導(dǎo)線連接處的絕緣密封采用熱收縮密封接頭。管內(nèi)電纜必須安裝護(hù)管,以保護(hù)電纜不受水流沖擊而損傷。
4. 保護(hù)效果
通過各監(jiān)測點電位測量,保護(hù)電位都在-0.85~-1.25之間,管外最高也不超過-1.5V。說明海水管道處于正常的陰極保護(hù)狀態(tài)。
開管檢查表明,自陰極保護(hù)系統(tǒng)投入運行3年來,Φ600mm管腐蝕穿孔現(xiàn)象再沒有出現(xiàn)過。說明海水腐蝕(包括嚴(yán)重的電偶腐蝕)受到有效控制,保護(hù)效果十分明顯。但極個別有沖刷、空泡及不常處于海水全浸狀態(tài)的部位,靠經(jīng)典的陰極保護(hù)措施,還不能達(dá)到滿意保護(hù)效果。
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