0 引言

某电厂装机容量为两台1000MW超临界火电机组，其工业水系统采用通潮河网的河水作为水源，来水加入次氯酸钠、混凝剂后进入澄清池，处理后清水进入工业水池，通过两台工业水泵供给用户。工业水的最大用户为脱硫工艺水箱补水，为间断性用水，日用量约6000吨。

工业水池后的工业水系统管道均为无缝钢管，材质为优质碳素结构钢，初始壁厚6mm。2013年投运以来，随运行时间增加，内壁腐蚀泄漏情况日益严重，直接影响了机组脱硫运行的稳定性。泄漏点分布于工业水系统的大小管道，停运检修时发现内壁有大量棕黄色泥状沉积物。

1 工业水管腐蚀检查

1.1 管样宏观检查

工业水管内壁腐蚀问题普遍存在，现场割取一段退役工业水管作为腐蚀分析管样，管样规格为Φ219×6mm，长约250mm。管样内壁腐蚀全貌如图1所示。整个内壁被厚层棕黄色沉积物覆盖，厚约2～4mm，上有鼓包突起，较大的鼓包直径约50～70mm，高约10～30mm。沉积物层与内壁附着牢固，但在切割时受管壁热膨胀及振动作用，整体大片脱落。

对4个不同部位的棕黄色沉积物进行X荧光分析及灼烧检测，结果详如表1所示。沉积物中铁含量均高达90%以上（以氧化物计），可见管内壁的棕黄色沉积物主要为腐蚀产物。同时，沉积物经450℃灼烧，质量减少10%左右，其中有机物含量也较高。

清洗后，管样无明显腐蚀坑处的剩余厚度约为5mm，估算管壁全面腐蚀速率约为0.2mm/a。按照GB-2007《工业循环冷却水处理设计规范》规定，碳钢设备水侧腐蚀速率应小于0.075mm/a[1]，与之相比，电厂工业水管的腐蚀速率明显偏大。

选择管样内壁鼓包部位进行点蚀检查，如图1A、B处。鼓包壳外侧为棕黄色，内侧的腐蚀产物断面有明显层状夹杂，体视镜下观察，由水侧到管壁侧，交替出现黑色层与黄色层，如图2所示。

图1 管样内壁腐蚀全貌

图2 鼓包壳内侧腐蚀产物形貌（×10）

图3 鼓包腐蚀产物脱落后的内壁及残留物（X10）

表1 内壁沉积物检测结果汇总表?

图4 鼓包处清洗后的内壁腐蚀坑（X20）

图3 为鼓包处腐蚀产物脱落后的内壁，表面粗糙，有交错分布的腐蚀坑，坑底残留薄层棕黄色腐蚀产物。清除鼓包处腐蚀产物后，测量A、B两处的腐蚀坑深度分别约为1.8mm、2.4mm。A处清洗后内壁的腐蚀坑形貌如图4所示。

宏观检查可见，工业水碳钢管道腐蚀严重，整个内壁被厚层腐蚀产物覆盖，全面腐蚀速率明显偏大，且有多处点腐蚀。

1.2 管样微观检查

为了确认点蚀原因，在管样鼓包处进行了微观检查，检查方法包括：材质光谱分析、鼓包内腐蚀产物及腐蚀坑底部的电镜能谱检测。

1.2.1 材质光谱分析

工业水管的选材为碳钢无缝管，在管样鼓包处的外壁取点，采用直读光谱仪，进行了材质检测，如表2所示。

检测结果表明，其主要成分含量符合GB/T8163中10#优质碳素结构钢的要求，腐蚀坑处的材质无 异常。

1.2.2 鼓包处电镜能谱分析

采用电镜能谱原位分析方法，对管样鼓包处的腐蚀产物、腐蚀坑底的5个典型部位进行了元素分析，主要元素质量比结果如表3所示。

根据电镜能谱检测结果，分析可见：

（1）外观黑色与黄色的沉积物均为碳钢管道的腐蚀产物，两者仅铁元素和氧元素的比例稍有不同；

（2）工业水管腐蚀产物的底部、内壁残留薄片、腐蚀坑底部均有腐蚀性的氯元素检出，且有坑底富集现象。内壁腐蚀坑处由浅及深，含量从约1%至约5%，即越靠近管壁腐蚀坑底部，氯含量越高；

（3）除铁、氧等构成的腐蚀产物主要成分外，沉积物中含有1～2%的硫。

表2 工业水管材质检测结果?

表3 电镜能谱原位分析结果（质量比，%）?

2 工业水水质

工业水水源为通潮河段河水，水质变化较大，河水入厂后流程如图5所示。电厂日常检测报表显示，工业水的pH值在7～8之间，氯化物不超过200mg/L，CODCr在30mg/L左右，运行中监控澄清池出水的余氯小于0.1mg/L，有时为0。

图5 工业水处理流程简图

图6 工业水泵出口水样中棕黄色小颗粒

表4 工业水水质检测结果?

为了分析工业水水质对腐蚀的影响，在澄清池出口、工业水泵出口分别取水样，进行相关指标检测，检测结果如表4所示。工业水泵出口取样时，发现原本无色透明的水样，逐渐变浑浊，久放后水中出现棕黄色小颗粒，并缓慢沉淀，如图6所示。

文章来源：《工业水处理》 网址: http://www.gysclzz.cn/qikandaodu/2020/0713/378.html