1. 工程概況
某海濱電廠采用海水作為冷卻介質。日用海水量最高設計為185萬噸。由于海水是一種強侵蝕性電解質,所以海水輸送管道及有關設備的腐蝕極為嚴重。近設備管段,發生電偶腐蝕,多處穿孔,內部潰瘍面積很大、很深,整個管子幾乎報廢,遠離設備管段,雖然大面積涂層似完好無損,看不出什么腐蝕跡象,但是在法蘭邊、彎頭等其他涂層缺陷處發生局部腐蝕;面積不大,但很深;在法蘭邊的個別地方,一觸即破。
該廠海水管分主管Φ2376mm*18mm,總長約970m,直埋。冷凝器水管、Φ1688mm*13mm,總長約520m,其中約260m直埋。軸冷器水管,Φ600mm*8mm,共400m,全部架空。海水管內流速為2.3m/s,出口水溫最高不超過380℃,介質電阻率為0.267Ω·m。
2. 管內強制電流法陰極保護設計
(1)保護電位 碳鋼管在海水中的最小保護電位為-0.85V(CSE,下同)。最大保護電位為-1.5V。最佳控制范圍-0. 85~-1. 15V。
(2)保護電流密度 按現場模擬實驗,結合文獻及以前工程經驗數據選擇保護電流密度i保為25mA/m2。
(3)輔助陽極 選擇鈦釕電極作為輔助陽極。該電極排流能力大,工作電位穩定,易加工成各種形狀,抗摔打、敲擊,比同類型鍍鉑陽極便宜。
(4)參比電極 先期保護系統采用了銀/鹵化銀電極,后期主水管系統采用鋅/海水電極和活塞推進式銅/飽和硫酸銅電極,可以調節校正,提高長期測量穩定可靠性。
(5)電源 選用多路輸出恒電位儀,以便更好調節系統中各路電流,達到電流分布合理、均勻保護目的。
3. 施工安裝
管道內壁采用強制電流法陰極保護,其中輔助陽極的安裝既是整個系統的重點,也是難點。陽極的間隔、位置、安裝方法都直接影響陰極保護的有效性。陽極間隔按公式計算,Φ600mm管應為5.2m。實際安裝做了調整。長直管段的陽極間隔為6m。近設備管段、彎頭、三通等特殊處,適當加密陽極分布,使電流分布更趨向合理,保護均勻。陽極設計成小尺寸外裝式,這樣,在小曲率半徑的管道上開孔、焊接陽極基座、安裝、拆卸陽極等都比較方便。管內安裝陽極,必須充分考慮流速和流動狀態的影響,要有足夠強度。
輔助陽極、參比電極,都不允許與被保護體短路。導線連接處的絕緣密封采用熱收縮密封接頭。管內電纜必須安裝護管,以保護電纜不受水流沖擊而損傷。
4. 保護效果
通過各監測點電位測量,保護電位都在-0.85~-1.25之間,管外最高也不超過-1.5V。說明海水管道處于正常的陰極保護狀態。
開管檢查表明,自陰極保護系統投入運行3年來,Φ600mm管腐蝕穿孔現象再沒有出現過。說明海水腐蝕(包括嚴重的電偶腐蝕)受到有效控制,保護效果十分明顯。但極個別有沖刷、空泡及不常處于海水全浸狀態的部位,靠經典的陰極保護措施,還不能達到滿意保護效果。
某海濱電廠采用海水作為冷卻介質。日用海水量最高設計為185萬噸。由于海水是一種強侵蝕性電解質,所以海水輸送管道及有關設備的腐蝕極為嚴重。近設備管段,發生電偶腐蝕,多處穿孔,內部潰瘍面積很大、很深,整個管子幾乎報廢,遠離設備管段,雖然大面積涂層似完好無損,看不出什么腐蝕跡象,但是在法蘭邊、彎頭等其他涂層缺陷處發生局部腐蝕;面積不大,但很深;在法蘭邊的個別地方,一觸即破。
該廠海水管分主管Φ2376mm*18mm,總長約970m,直埋。冷凝器水管、Φ1688mm*13mm,總長約520m,其中約260m直埋。軸冷器水管,Φ600mm*8mm,共400m,全部架空。海水管內流速為2.3m/s,出口水溫最高不超過380℃,介質電阻率為0.267Ω·m。
2. 管內強制電流法陰極保護設計
(1)保護電位 碳鋼管在海水中的最小保護電位為-0.85V(CSE,下同)。最大保護電位為-1.5V。最佳控制范圍-0. 85~-1. 15V。
(2)保護電流密度 按現場模擬實驗,結合文獻及以前工程經驗數據選擇保護電流密度i保為25mA/m2。
(3)輔助陽極 選擇鈦釕電極作為輔助陽極。該電極排流能力大,工作電位穩定,易加工成各種形狀,抗摔打、敲擊,比同類型鍍鉑陽極便宜。
(4)參比電極 先期保護系統采用了銀/鹵化銀電極,后期主水管系統采用鋅/海水電極和活塞推進式銅/飽和硫酸銅電極,可以調節校正,提高長期測量穩定可靠性。
(5)電源 選用多路輸出恒電位儀,以便更好調節系統中各路電流,達到電流分布合理、均勻保護目的。
3. 施工安裝
管道內壁采用強制電流法陰極保護,其中輔助陽極的安裝既是整個系統的重點,也是難點。陽極的間隔、位置、安裝方法都直接影響陰極保護的有效性。陽極間隔按公式計算,Φ600mm管應為5.2m。實際安裝做了調整。長直管段的陽極間隔為6m。近設備管段、彎頭、三通等特殊處,適當加密陽極分布,使電流分布更趨向合理,保護均勻。陽極設計成小尺寸外裝式,這樣,在小曲率半徑的管道上開孔、焊接陽極基座、安裝、拆卸陽極等都比較方便。管內安裝陽極,必須充分考慮流速和流動狀態的影響,要有足夠強度。
輔助陽極、參比電極,都不允許與被保護體短路。導線連接處的絕緣密封采用熱收縮密封接頭。管內電纜必須安裝護管,以保護電纜不受水流沖擊而損傷。
4. 保護效果
通過各監測點電位測量,保護電位都在-0.85~-1.25之間,管外最高也不超過-1.5V。說明海水管道處于正常的陰極保護狀態。
開管檢查表明,自陰極保護系統投入運行3年來,Φ600mm管腐蝕穿孔現象再沒有出現過。說明海水腐蝕(包括嚴重的電偶腐蝕)受到有效控制,保護效果十分明顯。但極個別有沖刷、空泡及不常處于海水全浸狀態的部位,靠經典的陰極保護措施,還不能達到滿意保護效果。
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