1、循環水旋轉濾網反衝洗係統簡介

 

　　循環水過濾係統(CFI)的主要設備是旋轉海水濾網，在其運轉中要不斷驅除濾出的汙物，通過反衝洗係統來實現。反衝洗的水源與主循環水一樣引自旋轉濾網後的海水水室，後經兩級泵加壓和中間過濾輸至旋轉濾網的特定部位衝洗汙物，計劃流速2.3m/s。反衝洗海水管道計劃接納公稱直徑150mm(壁厚7.11mm)的316L哔咔漫画网址管。傳輸的海水含氯量為17g/L，摩爾濃度為0.48mol/L，為防止回路中海生物繁殖，注入次氯酸鈉溶液，使循環水入口次氯酸鈉的質量分數控製在1×10-6。

 

 

　　2、316L哔咔漫画网址管道的運用狀況

 

　　CFI係統於2000-05-17完成安裝交付調試，進行單體調試及係統試運。2001年4月，1號機組管道初次出現走漏，走漏部位位於管道豎直段與水平段彎頭焊口處，走漏點表示為穿透性孔，孔的直徑很小，但肉眼可見，管道內壁墮落處呈擴展狀褐色鏽跡，判別為典範的哔咔漫画网址點墮落。當時的處置方法是切除走漏的管段，更換同材質的新管段，並在新管段底部添加了一個疏水閥，目標是在管道停運時期排空管內積水以防止墮落的再次出現。但在2001年9月，1號機管道又覺察漏點。2001年10月電廠決議將全部反衝洗管道更換為碳鋼襯膠管道。變革後運轉至今未出現走漏。

 

　　3、316L哔咔漫画网址的抗墮落性剖析

 

　　316L哔咔漫画网址屬300係列Fe-Cr-Ni合金奧氏體哔咔漫画网址，由於鉻、鎳含量高，是最耐墮落的哔咔漫画网址之一，並具有很好的機器功用。字母“L”表現低碳(碳含量被控製在0.03%以下)，以避免在臨界溫度範疇(430～900℃)內碳化鉻的晶界沉澱，在焊後提供較好的耐蝕性。但316L哔咔漫画网址抗氯離子點墮落的才能較差。

 

　　4、哔咔漫画网址的點墮落機理

 

　　在金屬表麵部分地方出現向深處開展的墮落小孔，其他表麵不墮落或墮落很細微，這種形狀成為小孔墮落，簡稱點蝕。金屬墮落按機理分為化學墮落和電化學墮落。點墮落屬於電化學墮落中的部分墮落。一種點蝕是由部分充氣電池發作，相似於金屬的漏洞墮落。另一種更多見的點蝕出現在有鈍化表示或被高耐蝕性氧化物掩蓋的金屬上。

 

　　4.1電化學墮落的根本原理

 

　　通過原電池原理能夠更好地說明電化學墮落機理。當2種生動性區別的金屬(如銅和鋅)浸入電解質溶液，2種金屬間將發作電位差，用導線銜接將會有電流通過，在此流程中生動金屬(鋅)將被消耗掉，也即是被電化學墮落。區別於化學墮落(如金屬在空氣中的氧化，鋅在酸溶液中的析氫)，電化學墮落肯定有電流發作，而且電流量的大小間接與墮落物的生成量相幹，即電流密度越大墮落速率越快。

 

　　種種金屬在電解質溶液中的生動程度可用其模範電極電位表現，即金屬與含有單元活度(活度與濃度正相幹，在濃度小於10-3mol/L時以為兩者值相同)的金屬離子，在溫度298K(25℃)，氣體分壓1.01MPa下的平衡電極電位。

 

　　模範電極電位越低，金屬或合金越生動，在與高電位金屬構成電偶對時更易被墮落。由此可見，決議金屬模範電極電位的要素除了金屬的本質外又有：溶液金屬離子活度(濃度)、溫度、氣體分壓。別的一個要緊影響要素是金屬表麵掩蓋著的薄膜。除了金、鉑等少少數貴金屬外，絕大多數金屬在空氣中或水中能夠組成具有肯定保護作用的氧化膜，否則大部分金屬在天然界就無法存在。金屬表麵膜的本質對其墮落出現及墮落速率都有著要緊影響。

 

 

　　4.2哔咔漫画网址的耐墮落原理

 

　　哔咔漫画网址的要緊要素在於其保護性氧化膜是自愈性的(比方它不象選擇性氧化而組成的那些保護性薄膜)，致使這些材料能夠進行加工而不失去抗氧化性。合金必須含有充足量的鉻以組成根本上由Cr2O3構成的表皮，以便當薄膜弄破時有充足數目標鉻(Cr3+)陽離子重新組成薄膜。假如鉻的比例低於完全保護所需求的比例，鉻就溶解在鐵表麵組成的氧化物中而無法組成有效保護膜。起完全保護作用所需的鉻的比例取決於運用條件。在水溶液中，需求12%的鉻發作自鈍化作用組成包含大量Cr2O3的很薄的保護膜。在氣態氧化條件下，低於1000℃時，12%的鉻有很好的抗氧化性，在高於1000℃時，17%的鉻也有很好的抗氧化性。當金屬含鉻量不足或某些要素形成哔咔漫画网址晶界出現貧鉻區的時候，就不能夠組成有效的保護性膜。

 

　　4.3氯離子對哔咔漫画网址鈍化膜的破壞

 

　　處於鈍態的金屬仍有肯定的反響才能，即鈍化膜的溶解和修複(再鈍化)處於動平衡狀態。當介質中含有活性陰離子(多見的如氯離子)時，平衡便廣受破壞，溶解占優勢。其要素是氯離子能優先地有選擇地吸附在鈍化膜上，把氧原子排斥掉，然後和鈍化膜中的陽離子結合並可溶性氯化物，結果在新顯露的基底金屬的特定點上生成小蝕坑(孔徑多在20～30μm)，這些小蝕坑稱為孔蝕核，亦可明白為蝕孔生成的活性中央。氯離子的存在對哔咔漫画网址的鈍態起到間接的破環作用。圖1表征了金屬鈍化區隨氯離子濃度增大而減小。

 

　　A-不存在氯離子;B-低濃度氯離子;C-高濃度氯離子

 

　　陽極電位抵達肯定值，電流密度忽然變小，表現開始組成波動的鈍化膜，其電阻比較高，並在肯定的電位地區(鈍化區)內保持。圖中顯示，隨著氯離子濃度的升高，其臨界電流密度添加，低級鈍化電位也升高，並減少了鈍化區範疇。對這種特性的表明是在鈍化電位地區內，氯離子與氧化性物質競爭，而且進入薄膜之中，因而發作晶格缺陷，減少了氧化物的電阻率。因而在有氯離子存在的情況下，既不容易發作鈍化，也不容易維持鈍化。

 

　　在部分鈍化膜破壞的同時其他的保護膜保持完好，這使得點蝕的條件得以實現和增強。根據電化學發作機理，處於活化態的哔咔漫画网址較之鈍化態的哔咔漫画网址其電極電位要高好多，電解質溶液就到達了電化學墮落的熱力學條件，活化態哔咔漫画网址成為陽極，鈍化態哔咔漫画网址作為陰極。墮落點隻觸及到一小部分金屬，其他的表麵是一個大的陰極麵積。在電化學反響中，陰極反響和陽極反響是以相同速率進行的，因而會合到陽極墮落點上的墮落速率十分顯著，有明顯的穿透作用，如許組成了點墮落。

 

　　4.4點墮落組成的流程

 

　　點蝕起首從亞穩態孔蝕舉動開始。哔咔漫画网址表麵的種種缺陷如表麵硫化物混合、晶界碳化物堆積、表麵溝槽處等地方，鈍化膜起首遭到破壞顯露下層金屬出現小蝕孔(孔徑多在20～30μm)，這即是亞穩態孔核，成為點墮落生成的活性中央。蝕核組成後，相稱一部分點仍可能再鈍化，若再鈍化阻力小，蝕核就不再長大。當廣受促進要素影響，蝕核持續長大至肯定臨界尺寸時(通俗孔徑大於30μm)，金屬表麵出現宏觀可見的蝕孔，這個特定點成為孔蝕源。蝕孔一旦組成則加速生長，現以哔咔漫画网址在充氣的含氯離子的介質中的墮落流程為例說明。

 

　　蝕孔內金屬表麵處於活態，電位較負;蝕孔外金屬表麵處於鈍態，電位較正，於是孔內和孔外構成了一個活態——鈍態微電偶墮落電池，電池具有大陰極——小陽極的麵積比結構，陽極電流密度很大，蝕孔加深很快。孔外金屬表麵同時廣受陰極保護，可持續維持鈍態。

 

　　孔內主要出現陽極溶解反響：

 

　　Fe→Fe2++2e

 

　　Cr→Cr3++3e

 

　　Ni→Ni2++2e

 

　　孔外在中性或弱堿性條件下出現的主要反響：

 

　　1/2O2+H2O+2e→2OH-

 

　　由圖可見，陰、陽極相互別離，二次墮落產品將在孔口組成，沒有多大保護作用。孔內介質相對孔外介質呈滯流狀態，溶解的金屬陽離子不易往外擴散，溶解氧亦不易擴散進來。由於孔內金屬陽離子濃度的添加，帶負電的氯離子向孔內遷徙以維持電中性，在孔內組成金屬氯化物(如FeCl2等)的濃縮溶液，這種富集氯離子的溶液可使孔內金屬表麵持續維持活性。又由於氯化物水解等要素，孔內介質酸度添加，使陽極溶解速率進一步加速，加上受重力的作用，蝕孔加速向深處開展。

 

　　隨著墮落的進行，孔口介質的pH值逐漸升高，水中的可溶性鹽如Ca(HCO3)2將轉化為CaCO3沉澱，結果鏽層與垢層一同在孔口堆積組成一個閉塞電池，如許就使孔表裏物質交流更困難，從而使孔內金屬氯化物愈加濃縮，最後蝕孔的高速深化可把金屬斷麵蝕穿。這種由閉塞電池惹起孔內酸化從而加速墮落的作用稱為“自催化酸化作用”。

 

　　發作墮落反響的金屬表麵的微情況狀況十分要緊，在如許的表麵上組成的部分墮落情況與名義上的大情況有很大區別。點墮落的發作正是在一個與四周情況區別而且逐步惡化的微情況下進行的。

 

　　5、影響點墮落的要素

 

　　金屬或合金的本質、表麵狀況、介質的本質、pH值、溫度、流速和時間等，都是影響點墮落的主要要素。

 

　　哔咔漫画网址本質的影響要素包羅：組分、雜質、晶體結構、鈍化膜。

 

　　組分、雜質和晶體結構決議著其耐墮落性。比如哔咔漫画网址中參加铌和鈦可有效防止碳化鉻的組成，從而進一步添加晶界抗墮落才能。過量的鉬和鉻聯協作用可在氯化物存在的狀況下有效波動鈍化膜。

 

　　好多晶界墮落是由熱處置惹起的：哔咔漫画网址在焊接等流程中加熱到肯定溫度之後而發作碳化鉻在晶界上的堆積，因而，緊接近碳化鉻的地區就消耗掉了鉻，從而相關於晶內的鉻更為生動。假如存在水溶液條件，就組成了以暴露的鉻為陽極，以哔咔漫画网址為陰極的原電池。大的陰極麵積發作了陽極控製，因此墮落作用很嚴峻，導致晶間決裂或點蝕。這稱之為“焊接討論晶間墮落”，這種鋼稱之為“活化處置”的鋼。接納低碳的奧氏體哔咔漫画网址能夠減輕這個題目。

 

　　鈍化膜是保護哔咔漫画网址的主要屏蔽，但另一方麵具有鈍化特性的金屬或合金，鈍化才能越強則對孔蝕的敏感性越高，哔咔漫画网址較碳鋼易出現點墮落即是這個原理。

 

　　孔蝕的出現和介質中含有活性陰離子或氧化性陽離子有很大關聯。大多數的孔蝕事例都是在含有氯離子或氯化物介質中出現的。實行表明，在陽極極化條件下，介質中隻需含有氯離子便可使金屬出現孔蝕。所以氯離子又稱為孔蝕的“激起劑”，而且隨著介質中氯離子濃度的添加，孔蝕電位降落，使孔蝕容易出現，然後又容易加速進行。哔咔漫画网址孔蝕電位與氯離子活度間的關聯：

 

 

 

　　φb=-0.088lgαCl-+0.108(V)[4]

 

　　之中，φb為哔咔漫画网址孔蝕臨界電位，αCl-為氯離子活度。

 

　　實行證明[5]，隨著溶液pH值的減少，墮落速率逐漸添加，而且在pH值相同時，含區別氯離子的模仿溶液的墮落速率相差不大，這說明溶液的pH值對墮落起著決議性的作用。對18-8哔咔漫画网址的點蝕研討覺察，當閉塞區內的pH值低於1.3時，墮落速率急劇增大，這是由於出現了從鈍化態向活化態的漸變。由於墮落速率與溶液的pH值呈對數關聯，因而pH值的微小變化都市對墮落速率帶來明顯的影響。

 

　　閉塞區內除了亞鐵離子的水解形成溶液pH值降落外，還由於離子強度的添加，使得氫離子的活度係數增大而減少pH值。通過實行可知，隨著氯離子濃度的升高，溶液pH值線性降落。[5]

 

　　介質溫度升高使φb值明顯減少，使孔蝕加速。

 

　　介質處於靜止狀態金屬的孔蝕速率比介質處於運動狀態時為大。介質的流速對減緩孔蝕起雙重作用，加大流速一方麵有利於溶解氧向金屬表麵的傳輸，使鈍化膜容易組成;另一方麵能夠減少堆積物在金屬表麵的堆積時機，從而減少出現孔蝕的時機。

 

　　點蝕出現的誘導期通俗從幾個月到一年不等，視詳細狀況區別。

 

　　6、316L哔咔漫画网址給水管道的點墮落狀況剖析

 

　　比較上述影響，哔咔漫画网址孔蝕的主要要素，對嶺澳一期CFI係統反衝洗管道的點蝕偏向或加速點蝕的要素剖析如下。

 

　　6.1材質

 

　　316L哔咔漫画网址本身具有很好的抗氧化性，而且由於控製了碳的含量，減少了焊後碳化鉻的晶界沉澱，在焊後提供了較好的耐蝕性。但316L哔咔漫画网址在氯化物情況中，對應力墮落開裂最為敏感，不具有耐氯離子墮落的功能。已證明將哔咔漫画网址的模範級別，如316L型哔咔漫画网址用於海水係統是不勝利的[1]。別的，在焊接熱影響區依然存在焊後晶界貧鉻出現的可能性，而且由於條件所限，現場焊後無法對焊縫內表麵做酸洗鈍化處置，其保護膜相對較差，加之焊後表麵不屈整度添加，這些都為孔蝕核的組成提供了條件。

 

　　6.2介質

 

　　傳輸介質為0.48mol/L氯離子濃度的海水，其對哔咔漫画网址墮落的影響是顯著的，一方麵是破壞鈍化膜，另一方麵是不斷富集的氯離子間接減少pH值。參加質量分數為1×10-6的次氯酸鈉，對氯離子含量的進步可疏忽不計。但次氯酸鈉的存在，對進一步添加介質含氧量，加速陰極去極化起到了促進作用，因而加速了點蝕速率。

 

　　6.3溫度和pH值

 

　　情況溫度和海水整體的pH值變化不大，對反衝洗管道點蝕的影響很小。

 

　　6.4流速

 

　　管道內海水在試運時期長期處於滯流狀態，為點蝕的組成提供了充沛的條件。在正常運轉時期，管道內海水計劃流速在2.3m/s，由於水流衝洗，開端組成的亞穩態孔核中很難組成閉塞電池的條件，孔蝕進一步開展的條件“氯離子富集”、“酸性添加”和孔內“哔咔漫画网址活化態”等都難以保持。但在長期停運狀態下，這些閉塞電池條件都得以實現，為孔蝕的敏捷開展提供了良好條件。

 

　　綜上所述，材質不耐氯離子墮落、介質含氯離子和長期滯流的狀態這幾項要素共同影響，促進了嶺澳一期CFI反衝洗管道的點墮落。

 

　　7、對反衝洗管道可采取的防護方法

 

　　通過剖析影響點蝕的要素能夠看出，材質、介質、流速和時間是形成反衝洗管道316L哔咔漫画网址點蝕的主要要素。介質是無法竄改的，長期滯流現象的存在也是無法避免的。在對反衝洗管道走漏的處置和變革中，已經加裝了疏水管線，但沒有實際作用，由於不可能排盡全部海水並充沛枯燥，即使存在少少量海水墮落仍可在管道底部沿重力方向進行，而且由於溶液中含氧量的添加和海水的蒸發濃縮會加速墮落。

 

　　參考控製墮落的5種根本辦法，即：改用更得當的材料、竄改情況、運用保護性塗層、接納陰極保護或陽極保護、改良係統或構件的計劃[1]。之中，可采納的是改用材料和運用保護性塗層。接納外加陰極電流保護能夠抑製哔咔漫画网址點蝕，但是所需用度較昂貴，而且會對附近沒有保護的金屬部件加重墮落。

 

　　因而，處理反衝洗管道點蝕的有效辦法即是，從進一步添加管道內壁抗墮落性方麵思索。在現場實際變革中，接納了運用廣泛的碳鋼管道加硫化橡膠襯裏的辦法。

 

　　(1)撤除全部316L哔咔漫画网址薄壁管道，參照原管線途徑現場計劃為法蘭聯接碳鋼管道(襯膠管道不能夠接納焊接)。

 

　　(2)現場加工製造碳鋼管道後送交專業襯膠廠家。

 

　　(3)在襯膠廠對碳鋼管段進行表裏表麵噴砂處置。然後外表麵塗防鏽底漆，內表麵手工粘襯橡膠皮。

 

　　(4)對襯膠進行電火花檢驗，以確保襯膠的延續性，對一般缺陷點接納環氧樹脂補膠處置。

 

　　(5)對橡膠進行硫化熏蒸處置，使襯膠硬化。

 

　　(6)安裝時法蘭銜接接納橡膠墊，銜接螺栓接納鍍鋅螺栓加防腐塗層。安裝後管道表麵塗防腐麵漆。

 

　　連年因由於鋼鐵生產技藝的不斷進一步添加，運用耐氯離子墮落的雙向哔咔漫画网址已成為理想。

 

　　雙向哔咔漫画网址是在哔咔漫画网址中添加肯定含量的鉬，並參加較奧氏體哔咔漫画网址更高含量的鉻，較高的鉻、鉬含量組合能取得良好的抗氯化物點蝕和漏洞墮落功用。這是第一代雙相哔咔漫画网址。在雙相哔咔漫画网址中再參加氮促進奧氏體的組成並改善拉伸功用和耐點蝕功用，這即是第二代雙相哔咔漫画网址。

 

　　奧氏體哔咔漫画网址和雙相哔咔漫画网址(不能夠用於鐵素體哔咔漫画网址)的耐點蝕功用能夠用耐點蝕當量(PREN)預測：

 

　　PREN=Cr+3.3(Mo+0.5W)+xN[1]

 

　　之中Cr、Mo、W和N等於材猜中鉻、鉬、鎢、氮的含量，這些合金化元素都對耐點蝕功用起著正麵的作用。關於雙相哔咔漫画网址，x=16，關於奧氏體哔咔漫画网址，x=30。

 

　　在田灣核電站的計劃中，其核島要緊廠用水管道就接納了2507雙相哔咔漫画网址來傳輸海水，現場實際運轉良好。

 

　　8、對海水管道選材的發起

 

　　碳鋼襯膠管道和雙相哔咔漫画网址管道在傳輸海水方麵都能起到良好的防腐作用且能到達強度要求。在實際運用中，襯膠管道造價低、運用壽命較長(襯膠設備運用20年耐墮落功用不會減少)但施工紛亂，尤其是最後調解段的襯膠必須在現場外專業廠進行，對施工進度有嚴重影響。而雙相哔咔漫画网址可焊接、安裝方便、壽命期長，是一種較抱負的選擇，隻是在以往的計劃中由於價格昂貴不當選用。近幾年隨著鋼鐵技藝的不斷進一步添加，雙相哔咔漫画网址的產量和用量不斷添加，價格也在一步步減少，往後工程中運用雙相哔咔漫画网址管道將是開展趨勢。

 

　　9、對電廠防腐的發起

 

　　據統計，在電站整個運轉期內，由於墮落和磨損而喪失掉的金屬約占其原有重量的8%。而一般部件和部位的墮落惹起的失效，更是給電廠運轉帶來巨大喪失。電站防腐是一項紛亂而又廣泛的工作，需求從計劃、監造、施工、運轉各個關鍵加以控製。本文所述的316L哔咔漫画网址管道孔蝕失效事情即是一個從選材到施工以及運轉種種要素綜合影響的結果，它帶來的危害是不不言而喻的。別的電站運轉中低壓給水係統的二氧化碳墮落、高壓加熱器的氧墮落、設備停用階段的氧墮落、核島蒸發器傳熱管的晶間墮落與應力開裂、凝汽器走漏對蒸發器二次側的墮落等題目，都給電站安全帶來很大危害。因而，發起建立一個專門的墮落控製小組，從專業角度對計劃、製造、儲運、施工、運轉全流程進行監控，以避免和減少墮落的出現。別的，增強全體技藝職員的墮落與防護根本知識培訓，使大眾從原理上了解，在工作中就能有認識地加以防護。

 

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