摘要：針對(duì)湛江發(fā)電廠循環(huán)水泵的泵軸、軸頭和導(dǎo)葉體腐蝕較嚴(yán)重的情況，從理論上較詳細(xì)地分析了出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因，認(rèn)為電屏蔽和保護(hù)電流不足使外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)起不到保護(hù)作用、相鄰部件因材質(zhì)不同而出現(xiàn)電偶腐蝕、海水及夾帶泥砂引起的沖刷腐蝕等因素是造成泵軸、軸頭和導(dǎo)葉體腐蝕較嚴(yán)重的主要原因，同時(shí)介紹了湛江發(fā)電廠所采取的相應(yīng)的腐蝕防護(hù)綜合治理辦法。
　　
　　海水是較強(qiáng)的腐蝕介質(zhì)，對(duì)鋼鐵材料有很強(qiáng)的腐蝕性，由于設(shè)計(jì)或制造時(shí)忽視了海水腐蝕的影響，使得以海水作循環(huán)冷卻水的海濱發(fā)電廠的循環(huán)水泵腐蝕問題日益突出。
　　
　　目前，許多沿海發(fā)電廠循環(huán)水泵采用了涂料及外加電流陰極保護(hù)的措施，使腐蝕得到了一定程度的控制。本文主要介紹湛江發(fā)電廠所采取的防腐措施。
　　
　　1腐蝕概況
　　
　　湛江發(fā)電廠目前的裝機(jī)容量為4×300MW，以海水作循環(huán)冷卻水，8臺(tái)循環(huán)水泵均為長(zhǎng)沙水泵廠生產(chǎn)的72LKSA-21型立式斜流泵，泵軸材質(zhì)為45號(hào)鋼，軸套材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，葉輪材質(zhì)為ZG0Cr18Ni12Mo2，泵殼外接管和導(dǎo)葉體材質(zhì)均為HT200Ni2Cr。1號(hào)、2號(hào)循環(huán)水泵1994年投運(yùn)，3號(hào)、4號(hào)循環(huán)水泵1995年投運(yùn)，5號(hào)、6號(hào)循環(huán)水泵1998年安裝，7號(hào)、8號(hào)循環(huán)水泵1999年底投運(yùn)。出水段泵殼內(nèi)壁采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)和防腐涂料進(jìn)行防腐，進(jìn)水段泵殼、泵殼外壁采用防腐鋅板和防腐涂料進(jìn)行防腐，泵軸套內(nèi)通入淡水作橡膠導(dǎo)軸承潤(rùn)滑水。循環(huán)水泵的腐蝕問題主要有：
　　
　　a）泵殼內(nèi)壁涂層基本完好，保護(hù)效果較為理想，但泵軸整體卻銹跡斑斑，伴有大面積蝕坑；
　　
　　b）葉輪與軸的聯(lián)接部位哈呋鎖環(huán)處軸頭部位腐蝕尤為嚴(yán)重，軸頭露出部位處于海水中，該部位基本被腐蝕完。1999年之前安裝和檢修的循環(huán)水泵，均存在這個(gè)問題，每次大修都需要更換下主軸；
　　
　　c）導(dǎo)葉體下部腐蝕較重，已碳化。
　　
　　2原因分析
　　
　　海水是較強(qiáng)的腐蝕性電解質(zhì)溶液，具有較高的含鹽量和較強(qiáng)的導(dǎo)電性、生物活性，因此，金屬在海水中受到較強(qiáng)的腐蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鑄鐵和碳鋼在海水中的平均腐蝕速度為0.1～0.2mm/a，穿孔速度為平均腐蝕速度的5～7倍。
　　
　　實(shí)踐證明，對(duì)循環(huán)水泵來(lái)說(shuō)，采用外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行防腐，泵殼內(nèi)壁得到了較為有效的保護(hù)，但由于自身結(jié)構(gòu)的原因，還存在一些腐蝕因素。
　　
　　2.1電屏蔽使得保護(hù)電流無(wú)法到達(dá)
　　
　　按照設(shè)計(jì)要求，循環(huán)水泵工作時(shí)，軸套內(nèi)充以淡水，由于淡水腐蝕性弱，該情況下泵軸通常不會(huì)遭受嚴(yán)重腐蝕。但實(shí)際生產(chǎn)中，由于下軸承座的橡膠導(dǎo)軸承與泵軸套之間有0.6mm的間隙，葉輪出口海水從該間隙進(jìn)入軸套內(nèi)，這樣泵軸處于海水介質(zhì)中必然會(huì)遭受嚴(yán)重的海水腐蝕。同時(shí)，由于內(nèi)接管的電屏蔽作用，使得外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)電流不能到達(dá)泵軸，即外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)對(duì)泵軸不能起到保護(hù)作用。
　　
　　2.2不同部件因材質(zhì)不同而存在電偶腐蝕
　　
　　葉輪、軸套是不銹鋼材質(zhì)，與碳鋼材質(zhì)的泵軸（尤其是相連接的哈呋鎖環(huán)部位）在海水中相連接必然存在電位差。碳鋼在海水中的自然電位為－0.66～－0.59V，而不銹鋼的自然電位為－0.2～0.5V，其間存在高達(dá)400mV的電位差，因此存在著嚴(yán)重的電偶腐蝕，導(dǎo)致軸頭快速腐蝕。
　　
　　電位較高的金屬M(fèi)1（如不銹鋼葉輪）在偶合前，其微陰極和微陽(yáng)極的極化曲線相交于H點(diǎn)上，對(duì)應(yīng)于腐蝕電位V1和自腐蝕電流I1；電位較低的金屬M(fèi)2（如碳鋼泵軸）具有自腐蝕電位V2和自腐蝕電流I2。M1與M2在海水中接觸組成宏觀電偶時(shí)M2為陽(yáng)極，它的腐蝕溶解提供了使M1進(jìn)一步陰極極化的電流，得電偶電位Vg和電偶電流Ig（FK為總的陽(yáng)極極化曲線）。此時(shí)，M1的腐蝕電流由I1減至I1′，M2的腐蝕電流由I2增至I2′，zui終結(jié)果導(dǎo)致M2的腐蝕加劇，同時(shí)M1得到保護(hù)。
　　
　　2.3海水及夾帶泥砂引起的沖刷腐蝕
　　
　　泵軸在海水中以371r/min的速度旋轉(zhuǎn)，海水從軸頭表面高速（約3m/s）通過，海水帶砂，存在沖刷腐蝕。當(dāng)高流速海水中存在第二相（如泥砂或氣泡）時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的局部（軸頭、導(dǎo)葉體）腐蝕，這是因?yàn)楦g電化學(xué)因素和流體力學(xué)因素協(xié)同作用加速該部位的腐蝕。
　　
　　2.4局部保護(hù)電流不足
　　
　　導(dǎo)葉體位置處于泵體的下半部，遠(yuǎn)離外加電流陰極的安裝位置，使得外加電流不能很好地到達(dá)，同時(shí)此處的展開面積較大，而且靠近不銹鋼葉輪，也受到較強(qiáng)的電偶腐蝕，因此電流消耗很大，而設(shè)計(jì)時(shí)保護(hù)電流按均勻分布考慮，使得保護(hù)不足。
　　
　　3對(duì)策
　　
　　針對(duì)這些腐蝕問題，1999年以后，我們?cè)谕晟圃械耐饧与娏麝帢O保護(hù)系統(tǒng)的同時(shí)，在每次大修時(shí)，逐步對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行了一些改良，對(duì)不同部位采取了相應(yīng)的對(duì)策。
　　
　　3.1軸頭部位
　　
　　在泵的下部即吸入喇叭口管處增加2支輔助陽(yáng)極，以從底部對(duì)導(dǎo)葉體和軸頭提供保護(hù)電流；為防止軸頭處受到海水夾雜泥砂的沖刷腐蝕，在軸頭加裝尼龍保護(hù)罩并在罩內(nèi)注滿黃油。
　　
　　3.2導(dǎo)葉體
　　
　　在導(dǎo)葉體的每個(gè)葉片上安裝犧牲陽(yáng)極。實(shí)踐證明三元合金的犧牲陽(yáng)極在海水中的防腐效果良好。
　　
　　通過吸入喇叭口處增加的2支輔助陽(yáng)極對(duì)導(dǎo)葉體提供更多的陰極保護(hù)電流。為了使導(dǎo)葉體內(nèi)腔得到保護(hù)電流，加裝1支特制的內(nèi)置式輔助陽(yáng)極。
　　
　　為了減少外加電流系統(tǒng)和犧牲陽(yáng)極的無(wú)謂消耗，對(duì)于泵殼內(nèi)臂和導(dǎo)葉體等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，均噴砂除銹加涂裝耐海水腐蝕的BW系列涂料，與陰極保護(hù)配套使用。
　　
　　3.3泵軸
　　
　　加裝軸接地裝置使泵軸和泵殼電連接良好，并在近10m長(zhǎng)軸套上開936個(gè)直徑為32mm的孔，開孔面積占軸套表面積的8%，以減少泵軸電屏蔽作用，便于外加電流到達(dá)軸體，使泵軸得到保護(hù)，同時(shí)取消橡膠導(dǎo)軸承潤(rùn)滑淡水。
　　
　　泵軸表面噴砂除銹加涂裝耐海水的BW系列涂料，與陰極保護(hù)配套使用。
　　
　　4治理效果
　　
　　1999年以后安裝和檢修的循環(huán)水泵均采取了上述綜合防腐治理措施，2001年底及2002年初，3號(hào)、4號(hào)、7號(hào)、8號(hào)循環(huán)水泵大修時(shí)檢查軸頭仍完好并保持原有金屬光澤，再未出現(xiàn)因軸頭腐蝕而更換下主軸的情況，泵軸、泵殼及導(dǎo)葉體等部件的腐蝕程度明顯減輕，同時(shí)每臺(tái)泵每年節(jié)約淡水43200t。
　　
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　
　　在循環(huán)水泵的防腐問題上，湛江發(fā)電廠經(jīng)過幾年不斷的研究和反復(fù)的探索，腐蝕較嚴(yán)重的泵殼、導(dǎo)葉體、泵軸和軸頭等部件的防腐處理是有成效的，對(duì)其它海濱電廠海水循環(huán)水泵防腐治理工作具有很大的參考價(jià)值。