1 概述

由于火電廠設(shè)備所處的特殊環(huán)境和介質(zhì)，要提升運(yùn)行效率、防止重大事故的發(fā)生必須要做好設(shè)備的腐蝕監(jiān)檢測(cè)。電廠設(shè)備腐蝕監(jiān)檢測(cè)，是對(duì)冷卻水熱交換器、煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)、鍋爐、汽輪機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備的腐蝕狀態(tài)、腐蝕速率和腐蝕相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行測(cè)量并通過監(jiān)測(cè)信息對(duì)電力生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)控制或預(yù)警，從而達(dá)到判斷腐蝕破壞、確定腐蝕應(yīng)對(duì)措施的目的，既作為自控系統(tǒng)的一部分，又作為管理系統(tǒng)的一部分。

電廠設(shè)備監(jiān)檢測(cè)技術(shù)主要有掛片法、化學(xué)分析法、電化學(xué)測(cè)量技術(shù)、警戒孔監(jiān)測(cè)法和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

2 掛片法

判斷某種環(huán)境對(duì)材料的腐蝕性，最直觀的方法就是將試件暴露一定時(shí)間后，測(cè)量所產(chǎn)生的變化。可以建立綜合性系統(tǒng)，用于在火電廠評(píng)價(jià)一般材料對(duì)全面腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、氫脆等的穩(wěn)定性。掛片法的檢測(cè)原理是經(jīng)過已知的暴露期后，根據(jù)試樣失重或增重測(cè)量平均腐蝕速率。掛片法可對(duì)不同材料同時(shí)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)和平行試驗(yàn)，據(jù)此獲得確切的腐蝕類型。

3 化學(xué)分析法

在電廠防腐體系中內(nèi)，pH、電導(dǎo)率、溶解氧、金屬離子濃度、懸浮固體的濃度、緩釋劑濃度等相關(guān)參數(shù)，與設(shè)備的腐蝕過程有密切關(guān)系。因此，可以通過介質(zhì)分析法對(duì)設(shè)備的工藝物流進(jìn)行定期的化學(xué)分析，來監(jiān)測(cè)設(shè)備的腐蝕。如 pH、電導(dǎo)率、溶解氧等數(shù)據(jù)可以通過探頭分析獲得，而如分析介質(zhì)中金屬離子濃度可以采用離子選擇電極法。

4 電化學(xué)測(cè)量技術(shù)

4.1 零電阻電流表法

零電阻電流表法利用電偶電池原理，在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐袦y(cè)定不同電極之間的電偶電流，可以計(jì)算電位較負(fù)的陽(yáng)極性金屬的腐蝕速度。測(cè)量?jī)x器為對(duì)電偶行為干擾非常小的零阻電流表。

4.2 電位監(jiān)測(cè)技術(shù)

電位監(jiān)測(cè)技術(shù)可以不改變金屬表面狀態(tài)的前提下，用電壓表測(cè)量電廠設(shè)備基體金屬材料電位變化，通過腐蝕電位與腐蝕狀態(tài)的關(guān)系，確定材料的腐蝕狀況。電位監(jiān)測(cè)的應(yīng)用主要在四個(gè)方面：（1）陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)；（2）在指示系統(tǒng)的活化—鈍化行為；（3）用于探測(cè)初期腐蝕；（4）用于探測(cè)局部腐蝕。該方法有一定的局限性，它僅適用于電解質(zhì)體系，并且要求溶液中的腐蝕性物質(zhì)有良好的分散能力。

4.3 電阻法

電阻法是測(cè)定設(shè)備部件的金屬電阻變化來確定腐蝕速率的變化，其機(jī)理是如果設(shè)定腐蝕大體均勻，則電阻的變化就與腐蝕的增量成正比，由此可以計(jì)算出腐蝕速度。

電阻法在實(shí)際應(yīng)用中可以將腐蝕與工藝參數(shù)聯(lián)系起來。這種方法是設(shè)備運(yùn)行期間進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)的基本手段之一，常常用于腐蝕控制。它也可作為一種診斷手段，估計(jì)工藝變化對(duì)腐蝕的影響。

4.4 極化探針

極化探針是監(jiān)測(cè)電廠設(shè)備腐蝕速率的重要方法，已獲得廣泛應(yīng)用。原理是當(dāng)腐蝕電位附近極化 ±10mV 時(shí)，工作電極的電流與過電位呈線性關(guān)系。極化探針主要有三種：同種材料雙電極型探針，同種材料三電極型探針，采用不銹鋼、Ag/AgCl 或 Pt 作為參比的三電極體系。雙電極體系適用于電阻率較低的介質(zhì)，而三電極體系適用于電阻率高的介質(zhì)。

4.5 氫探針

氫探針用于當(dāng)陰極反應(yīng)是析氫反應(yīng)時(shí)的腐蝕速率的測(cè)量，它通過測(cè)量生成氫的滲入傾向，表明結(jié)構(gòu)材料的危險(xiǎn)趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)生析氫反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氫向金屬內(nèi)部擴(kuò)散滲入，使得鋼構(gòu)件吸收了腐蝕產(chǎn)生的氫原子或在高溫下吸收了工藝介質(zhì)中的原子氫，產(chǎn)生氫脆、氫致開裂和氫鼓泡等損傷。氫探針分為兩種，一種是基于力學(xué)原理的壓力性氫探針，一種是基于電學(xué)原理的真空型氫探針。

5 警戒孔監(jiān)測(cè)法

警戒孔監(jiān)測(cè)法即腐蝕裕量監(jiān)測(cè)法，又稱為哨孔監(jiān)視法。測(cè)試原理是當(dāng)腐蝕裕量已經(jīng)消耗完的時(shí)候給出指示，測(cè)量方法是從設(shè)備壁或管道外側(cè)鉆一個(gè)精度準(zhǔn)確的小孔，使得剩余壁厚等于腐蝕裕量。警戒孔監(jiān)測(cè)法主要用在特殊的裝備特別是磨蝕能造成無(wú)規(guī)律減薄的管道彎頭處。

6 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

6.1 熱象顯示技術(shù)

熱像顯示技術(shù)即紅外圖像法，主要通過材料表面溫度和溫度場(chǎng)的變化，來確定引起變化的力學(xué)性能、材料缺陷和腐蝕等原因及影響。與其他無(wú)損檢測(cè)方法相比，熱像顯示技術(shù)具有測(cè)量速度快、非接觸性、測(cè)量結(jié)果直觀形象、測(cè)溫范圍廣、測(cè)量精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)觀測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

6.2 磁粉法和染色滲透技術(shù)

磁粉法檢測(cè)和染色滲透檢測(cè)技術(shù)均為表面檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)漏磁場(chǎng)和毛細(xì)管作用的原理，檢測(cè)固體材料及其制件的表面與近表面缺陷，如因腐蝕疲勞或應(yīng)力腐蝕破裂而發(fā)生的許多微裂紋等。其中磁粉法只能用在磁性材料上，而染色滲透技術(shù)既可用于磁性材料，又可用于非磁性材料。

6.3 渦流技術(shù)

渦流技術(shù)通過放置在交流饋電線圈電場(chǎng)內(nèi)的金屬物體表面所產(chǎn)生的渦流大小、分布及變化，來檢測(cè)材料的表面缺陷和腐蝕狀況。渦流技術(shù)具有檢測(cè)速度快、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、表面亞表面檢出靈敏度高、能在高溫狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

6.4 超聲技術(shù)

超聲技術(shù)主要基于超聲波在金屬中的相應(yīng)關(guān)系。該技術(shù)用來監(jiān)測(cè)點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕破裂和腐蝕疲勞，也可以用來測(cè)量材料厚度。通常有超聲脈沖回波法和基于連續(xù)波的共振法兩種類型。作為腐蝕監(jiān)測(cè)方法，這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：它只需要在設(shè)備的一側(cè)，最好是在未被腐蝕的設(shè)備表面放置探頭，從而使在線測(cè)量切實(shí)可行。

6.5 放射顯示技術(shù)

放射顯示技術(shù)主要是利用 X 射線和 ? 射線對(duì)材料的穿透性，射線穿過設(shè)備后在照相底片或熒光屏上產(chǎn)生相應(yīng)的圖像，而產(chǎn)生的圖像密度與受檢材料的厚度和密度有關(guān)。該技術(shù)既可以用來檢測(cè)局部腐蝕，又可以借助圖像特性顯示儀測(cè)量壁厚。放射顯示技術(shù)有可獲得永久性記錄、結(jié)果直觀、輻照范圍廣、檢查時(shí)無(wú)需去掉設(shè)備上的保溫層等優(yōu)點(diǎn)。

7 小結(jié)

在火電廠環(huán)境中，腐蝕監(jiān)檢測(cè)既是一種診斷方法又可用于監(jiān)測(cè)解決腐蝕問題。在不同環(huán)境中，要根據(jù)實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)檢測(cè)方法，確保設(shè)備安全、高效運(yùn)行。