油田自备电厂循环水管道腐蚀分析及对策

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1、油田自备电厂循环水管道腐蚀分析及对策孙超，丁继峰（钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所，山东青岛266071）摘要：本文结合理论及实践经验，对油田自备电厂循环水管道的腐蚀控制提出了防治对策，同时指出在阴极保护设计及施工中应注意的一些问题，希望对生产实践有一定的指导意义。关键词：油田自备电厂循环水管道腐蚀控制由于淡水资源的缺乏，而电厂又需要大量的循环冷却水，因此现在很多的油田自备电厂都建在滨海并使用海水作为循环冷却水。严酷的海水环境和设备结构的复杂性、材质的多样性使油田自备电厂循环水系统中的金属结构遭受不同形态

2、、不同程度的腐蚀。为此油田自备电厂普遍采取了相应的防腐措施，如选择耐蚀材料、防腐层、阴极保护等。尽管如此，由于设计、施工、操作上的失误及一些意外情况，腐蚀现象仍时有发生，给电厂的正常运行造成一定影响，甚至产生较大的经济损失。通过对油田自备电厂海水循环水系统的腐蚀调研，可以得出如下结论：A管道腐蚀事故的发生与设计、制造、使用及维护的人员水平密切相关；B要真正控制腐蚀，首先应从设计开始，在设计与制造管道的同时，进行腐蚀控制设计与制造；C要真正控制腐蚀，需要设计、制造、使用、维护维修人员的共同配合，从设计开始

3、，进行全员、全方位、全过程的控制；D要真正控制腐蚀，需要研究和发展相应地腐蚀控制技术；E管道从投入使用到报废的整个过程中都要预防和控制腐蚀，才能确保使用的可靠性、安全性和耐久性。一、合理选材合理选材是设计阶段腐蚀控制的一项重要任务。总结众多腐蚀事故，经常可以看到选材不当所致的腐蚀失效事例。因此，选材是防止和避免腐蚀问题的重要一步。随着材料科学的发展，耐蚀金属材料发展很快，提高材料耐蚀性是解决腐蚀的根本性途径，但考虑到经济性、实用性，并不是所有的设备及管道都要选用最好的材料，在实际应用中，要综合考虑。对于

4、油田自备电厂的管道材料选择原则如下：Ø在同类产品中实践证明使用良好，能满足防腐要求的材料可进入首选之列；Ø碳钢可作为电厂海水循环水系统管道的首选材料，但必须采用防腐涂层和阴极保护的联合保护；Ø不同金属材料接触时，应当尽可能选用电化学上能相容的材料，以避免电偶腐蚀；Ø各种金属材料都应考虑适当地防护措施，结构上的关键件、重要件原则上不允许裸露使用。根据以上原则，结合调研情况及我所的材料腐蚀研究成果，对循环水管道材料提出以下建议：油田自备电厂的循环水管道主要是钢管，个别采用预应力钢筒混凝土管(PCCP)。根据

5、DL/T5339-2006《火力发电厂水工设计规范》，“大口径循环水压力管道靠近主厂房段，可采用钢管。其它地段当管线长度较长时宜采用预应力钢筋混凝土管或预应力钢筒混凝土管”。单从每米管道来看，钢管的造价高于PCCP管，但考虑到制作、运输、安装及工期等因素，海水电厂普遍使用的循环水管道仍是钢管。电厂循环水管道材质主要是Q235和10CrMoAl，应用最多的是Q235。10CrMoAl材质钢的耐海水性能短期内优于碳钢，材质表面富集了含Cr、Mo、Al的钝化膜，起到耐海水腐蚀的作用，但在海水的长期冲刷下，该钝

6、化膜被消耗，加剧了材质的腐蚀，其耐腐蚀性甚至还不如Q235钢，因此，循环水管道材料无论是Q235，还是10CrMoAl，都必须采用相同的防腐蚀措施，以保证其长期的使用寿命。另外10CrMoAl造价比Q235高80%左右，生产厂家较少，需单独制作，因此我们建议钢质管道材料选用Q235。国内电厂采用PCCP管作为循环水管时，一般不采取防腐蚀措施，由于使用时间较短，暴露出来的腐蚀问题还不是很多，但是国外的一些工程实例中，出现了不少PCCP管道严重腐蚀的情况，对此，国外制订了相关的标准，如NACERP0100-

7、2004CathodicProtectionofPrestressedConcreteCylinderPipelines。因此，当采用PCCP管作为海水循环水管道长期使用时，建议采取必要的防腐蚀措施，如防腐涂层、阴极保护等。二、合理设计4海水冷却系统的腐蚀控制设计，首先应着眼于控制流动海水中的侵蚀腐蚀，其次是控制电偶腐蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀。有些腐蚀问题可以通过合理选材得到基本解决，有的得到部分解决。但也有很多情况下，仅通过选材仍不能得到根本性的解决，甚至明知某种材料有某种腐蚀敏感性，却不得不采用的情况

8、。这时就需要通过合理设计，减轻可能产生的腐蚀问题。此外，即使选材合理，如果设计不慎，也会导致产生腐蚀问题，因此，合理设计是腐蚀控制不可或缺的重要环节之一。对于海水循环水管道而言，合理设计应主要从两个方面给予特别关注。2.1控制局部流速的增大和紊流程度的增强应尽量防止或减少局部流速的增大和紊流程度的增大。具体做法举例如下：①每一条管路线路都应沿着最短路线通过，并尽可能多采用直管，尽可能少地采用弯管，弯管半径应统一，弯管段间的直管段长度最好不小