流动加速腐蚀对碳钢管道的影响.pdf

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1、第37卷第3期2016年6月电力与能源357流动加速腐蚀对碳钢管道的影响于涛(国核电力规划设计研究院，北京100095)摘要：流动加速腐蚀是电站内常见的一种腐蚀类型。由于影响流动加速腐蚀的因素较多，很难对流动加速腐蚀作出准确预测。对影响流动加速腐蚀的各种因素分别进行论述，并据此提出了理论计算公式。关键词：高温汽水管道；流动加速腐蚀；含氧量；PH值作者简介：于涛(1983)，男，工程师，要从事核电站热力系统设计工作。中图分类号：TG172文献标志码：A文章编号：2095—1256(2016)03—0357—02InfluenceofFlowAcceleratedCorrosi

2、ononCarbonSteelPipesYUTao(StateNuclearElectricPowerPlanningDesign&ResearchInstitute，Beijing100095。China)Abstract：Flowacceleratedcorrosioniscommoninpowerstation．DuetOvariousinfluencingfactorsforflowacceler—atedcorrosion，itisdifficulttOaccuratelypredictflowacceleratedcorrosion．Thispaperanaly

3、zestheinfluencingfae—torsforflowacceleratedcorrosion，andaccordinglyputsforwardthetheoreticalcomputingformula．Keywords：high-temperaturesteam—waterpipe；flowacceleratedcorrosion；oxygencontent；PHvalue系统进行加药和除氧处理，以维持较高PH值和1流动加速腐蚀对电站管道的影响较低含氧量的环境。在高温水中，碱性水会腐蚀在高温汽水环境下，电站内碳钢管道的主要金属基体，释放出Fe，并在金属表面生

4、成一层腐蚀类型为流动加速腐蚀(FAC)、点蚀、缝隙腐保护性的Fe。O。但是Fe。O具有渗透性和微溶蚀和疲劳损伤。FAC是指单相液流或汽液双相性，会在H作用下逐渐溶解。当腐蚀膜生成和流将碳钢或者低合金钢表面的保护性氧化膜溶腐蚀膜溶解达到平衡时，FAC腐蚀速率稳定。解，而造成氧化膜减薄并引起碳钢或者低合金钢腐蚀膜减薄主要是化学溶解而非流体的机械腐蚀速率增大的现象。作用，在单相流环境中，FAC包括3个关键过程：国内外发生过多起管道破裂失效事故，造成氧化膜的生成；腐蚀产物通过扩散层扩散到溶液了重大经济损失，甚至造成了人员伤亡。2004年中；氧化膜的溶解。美滨核电站3号机组冷凝管线某

5、孔口下游由于无O。环境下，FAC反应过程包括：FAC导致管道破裂，导致4人死亡。日本女川核(1)氧化膜的生成电站2号机组给水管道弯头处发生湿蒸汽冲刷腐Fe+2H2O—Fe。+2OH一+H2蚀，导致管壁穿孔。文献[1]对近年国内外管道腐Fe。+2OH一一Fe(oH)2蚀失效案例进行过统计分析，结果表明FAC引起3Fe+4H2O—Fe304+4H2的腐蚀案例占总数的25，FAC已成为管道腐蚀(2)Fe。和H。在多孔膜中的扩散失效的主要原因。因此，准确预测和防治FAC是(3)氧化膜的溶解电站安全运行中的关键问题。1／3Fe3O4+(2一b)H1／3H2一Fe(OH)~2-b,+(

6、4／3—6)H2O2FAC成因及影响因素FAC腐蚀过程与水化学、材料组成和流动特电站中，锅炉对给水的PH值和含氧量有一性紧密相关，其主要影响因素如图1所示[2]。定要求，为满足设备制造商的要求，通常会对给水由图1可以看出，影响FAC的因素非常多，358于涛：流动加速腐蚀对碳钢管道的影响弯管、大弯曲半径弯头，如果可能，尽量减少支路连接和三通。(5)流体动力特性。FAC发生在流体传质系数高的情况。流体传质取决于水力条件和可溶解铁在边界层的扩散能力。如：大小头、控制阀、孔板和焊缝区域、控制阀和孔板下游的管道容易厚减薄行评估发生由汽化和闪蒸等机械破坏引起的腐蚀速率的增加。且流速越低

7、，湍流越少，管道和部件的布置图1影响FAC的主要凶素对FAC腐蚀速率的影响就越小。可总结为：管件的材料(Cr元素含量)、化学环境3FAC腐蚀速率的计算(PH值、含氧量)、流体的温度和速度、管件形状、流体动力特性等。通过对FAC影响因素的分析，可得出如下理(1)管件的材料。根据电站运行经验，不锈论计算公式：钢和Cr—Mo钢与碳钢相比，不易发生FAC。且V—FM×FG×FT×F【×FR(1)管件材料中Cr含量达到0．2～0．39／6时，腐蚀速式中V⋯腐蚀速率，mm／年；F——传质系数；F。——几何系数；F一一温度系数；