Page 57 - 理化检验-物理分册2024年第四期
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许恒庭, 等: 某油冷却器换热管泄漏原因
这将使换热管内壁露出新鲜的金属表面, 随着腐蚀
的持续进行, 该处腐蚀坑越来越大, 越来越深。最
后, 有垢层沉积的部位发生腐蚀穿孔, 出现管路泄漏
的现象 [ 10-13 ] 。
对换热管工作环境进行调查, 发现换热管泄漏
管段附近有一家水泥厂, 该水泥厂可能使铜管内冷
却水中的 Ca 、 Na 、 M gSCl 等元素含量升高 [ 14 ] 。
、、
图9 换热管泄漏管段外表面SEM 形貌及能谱分析位置 3 结论及建议
1.5 原子吸收光谱分析 油冷却器换热铜管的腐蚀泄漏对油冷却器的安
油冷却器换热管内介质为油冷却器的热交换介
全运行危害巨大, 通过对泄漏管的理化检验分析可
质, 对换热管的腐蚀有着重要影响。为验证管内介
知: 该油冷却器换热管腐蚀泄漏的主要原因是管介
质对换热管腐蚀泄漏的影响, 采用原子吸收光谱仪
质中循环冷却水的水质不合格, 造成铜管内壁结垢,
对换热管内的循环冷却水进行成分测定, 结果如表
并引入氯离子和硫离子, 破坏了铜管内壁的钝化膜,
3所示。由表3可知: 管内循环冷却水中的 Ca 、 Na 、 进而引发点腐蚀, 点腐蚀位置与未腐蚀位置形成大
M g 等元素含量较高, 这些元素容易使材料结垢 [ 3 ] 。 阴极小阳极腐蚀电池, 增大了腐蚀速率, 且在管内介
管内循环冷却水中的 S元素和 Cl 元素含量过高, 这
质冲刷的作用下, 点腐蚀坑进一步扩大, 最后导致材
些元素容易造成换热管内壁的腐蚀。
料腐蚀穿孔。
表3 换热管管内介质 AAS测试结果 %
为了避免铜管服役过程中发生腐蚀泄漏事故,
质量分数
项目 提出以下几点建议: 加强铜管内介质冷却水的质量
Ca Fe Na S Cl Cu M g
控制和防护, 避免杂质元素的引入加速管路的腐蚀
233.6× 4.6× 135.7× 67.5× 6.2× 0.9× 53.1×
实测值 过程; 使用前预膜处理工艺, 形成耐腐蚀的保护膜,
-4 -4 -4 -4 -4 -4 -4
10 10 10 10 10 10 10
以提高换热管的耐腐蚀性能, 同时做好管路阴极防
2 综合分析 护工作; 加强对循环水水泵的运行管理, 控制水的流
速, 减小管内介质对管内壁的冲刷作用。
由理化检验结果可知, 该 BFe10-1-1 换热管泄
漏管段的化学成分、 显微组织均符合标准要求, 但管 参考文献:
介质中循环冷却水的水质不合格。铜管发生腐蚀泄 [ 1 ] 程浩. 油冷却器结构性能参数优化研究[ D ] . 广州: 华
漏的原因是管内介质中含有强腐蚀性氯离子和硫离 南理工大学, 2013.
子。铜管在运行过程中, 其内壁会形成一层均匀的 [ 2 ] 邓楚平, 黄伯云, 李卫, 等. 不同服役条件下冷凝器白
氧化膜 [ 4 ] , 同时管内介质中的水垢、 泥沙等会沉积在 铜管的腐蚀特性[ J ] . 中国有色金属学报, 2005 , 15
管壁内侧, 从而形成一层腐蚀产物垢层。管内介质 ( 11 ): 1692-1698.
中半径较小的氯离子和硫离子容易留存于垢层中, [ 3 ] 吴春华. 超超临界火电机组培训系列教材———电厂化
并富集到管壁基体前沿, 氯离子和硫离子本身具有 学分册[ M ] . 北京: 中国电力出版社, 2013.
[ 4 ] 熊从贵, 林通, 王昕光, 等. 船用冷凝器换热管的失效
较强的活化性能, 会破坏金属表面氧化膜, 阻碍其再
次成膜 [ 5-8 ] , 当氯离子和硫离子浓度达到一定程度 分析[ J ] . 机电工程, 2014 , 31 ( 6 ): 753-756.
[ 5 ] 陈林海. 奥氏体不锈钢管道水压试验中氯离子腐蚀的
后, 铜管内壁发生点腐蚀。铜管内表面开始形成的
原因分析[ J ] . 低碳世界, 2017 ( 2 4 ): 25-26.
腐蚀产物为氯化亚铜, 氯化亚铜水解形成氧化亚铜。
[ 6 ] 刘淑凤, 夏雯, 张丽民, 等. 冷却塔铜管穿孔失效分析
CuCl 和 CuS 的形成将加快铜的溶解, 且点腐
[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2014 , 50 ( 11 ): 856-859.
蚀位置的电位较未发生腐蚀部位的电位变得更低,
[ 7 ] 丁兆勇, 王秀梅. 凝汽器冷凝管的腐蚀与防护[ J ] . 中
形成了大阴极小阳极的腐蚀电池, 加速了腐蚀部位
国设备工程, 2007 ( 8 ): 56-59.
的腐蚀进程 [ 9 ] , 形成恶性循环。此外, 腐蚀产物与基 [ 8 ] 黄世定, 李卫. 凝汽器铜管腐蚀分析及改造方案[ J ] .
体结合能力较弱, 当腐蚀产物逐渐增多时, 垢层变得 科技与生活, 2010 ( 8 ): 120-121.
疏松, 管内介质冲刷将表层的腐蚀产物与垢层冲走, ( 下转第45页)
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