專利名稱：汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐蝕設(shè)施，特別涉及一種汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施及其制作方法。
背景技術(shù)：
汽輪機凝汽器中的熱交換管擁有巨大的熱交換面積，在冷卻水體系中與碳鋼水室及其端管板等構(gòu)成一個宏觀上的電偶腐蝕體系，前者具有較正的電位，為陰極；后者具有較負的電位，為陽極。陰、陽極的面積比為60～801，這種大陰極小陽極的電偶結(jié)構(gòu)，會使陽極部位的腐蝕速度成數(shù)十倍的加快。水室內(nèi)表面、端管板水側(cè)、聯(lián)通管內(nèi)表面進行襯膠、涂防腐涂料等，僅可將腐蝕介質(zhì)與陽極材料隔離，減緩腐蝕速度，但不能從根本上消除腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。因此，尋求一種合理、有效的防腐蝕技術(shù)措施，已成為本技術(shù)領(lǐng)域迫切而又重要的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有防腐蝕技術(shù)的缺點，提供一種涂層、電化學(xué)保護相結(jié)合的防腐蝕設(shè)施及其制作方法，有效地控制了水室的腐蝕。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，包括防腐蝕涂層和陰極保護裝置，其特征是所述防腐蝕涂層的底層是熱噴鋁或鋁合金層，表層是重防腐涂料涂層；所述陰極保護裝置是犧牲陽極保護裝置。
所述犧牲陽極保護裝置對水室各部件的保護電位及保護電流密度(水速≤2.0m/s)為保護電位Vp，V(SCE)保護電流密度Ip，mA/m2熱交換管-0.84～-1.04 15～150聯(lián)通管 -0.79～-1.10 10～100
水室球面壁-0.79～-1.10 10～60端管板-0.79～-1.10 40～150。
所述防腐蝕涂層的表層最好是環(huán)氧煤瀝青涂層。
所述防腐蝕涂層的總厚度≥0.3mm，其中熱噴鋁層的厚度為0.08～0.20mm。
所述犧牲陽極保護裝置的犧牲陽極材料是鋅-鋁-鎘合金、鋁-鋅-銦-鎘合金、鎂-鋁-鋅-錳合金、鐵之一種。
所述防腐蝕涂層的制作方法，包括如下步驟將水室球面壁內(nèi)表面、端管板水側(cè)表面、聯(lián)通管內(nèi)表面(1)清洗除油后噴砂除銹處理；(2)噴砂處理后4小時內(nèi)熱噴鋁，厚度達0.08～0.20mm；(3)熱噴鋁后及時涂刷環(huán)氧煤瀝青底漆一遍；(4)表干后涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆一遍，同時安裝犧牲陽極；(5)再涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆，直至涂層總厚度在0.3mm以上。
所述犧牲陽極保護裝置的安裝方法將犧牲陽極材料焊接在水室球面壁、聯(lián)通管上，其分布應(yīng)使被保護件都處于犧牲陽極保護電位的范圍內(nèi)；涂層的焊接破損部位重新涂刷環(huán)氧煤瀝青。
本發(fā)明的顯著效果是防腐效果好、成本低；有效地控制了水室的腐蝕，使用壽命大幅度提高；減少了因腐蝕引起的停機事故；用戶經(jīng)濟效益顯著提高。


圖1是汽輪機凝汽器水室及其防腐蝕設(shè)施示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例詳述本發(fā)明。
汽輪機凝汽器的水室結(jié)構(gòu)如圖1所示水室1由一球面壁3、端管板2對接組成，球面壁3上設(shè)有聯(lián)通管4，端管板2與熱交換管7連接。
先在球面壁3內(nèi)表面、端管板2水側(cè)表面及聯(lián)通管4內(nèi)表面制作防腐蝕涂層5。方法是先將表面清洗除油后噴砂除銹，再熱噴鋁保護層，厚度達0.10～0.15mm；為防止噴砂后再氧化返銹，影響熱噴鋁效果，熱噴鋁應(yīng)在噴砂除銹后盡快進行，通常不應(yīng)超過4小時；熱噴鋁后及時涂刷環(huán)氧煤瀝青底漆一遍，表干后涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆一遍。然后安裝犧牲陽極6，鑒于端管板2上的熱交換管7很密，沒有足夠的面積用于安裝犧牲陽極6，可只在球面壁3、聯(lián)通管4上安裝犧牲陽極6。犧牲陽極材料可采用鋅-鋁-鎘合金，或鋁-鋅-銦-鎘合金，或鎂-鋁-鋅-錳合金，或鐵，依據(jù)不同水質(zhì)選定其中一種；并根據(jù)保護電位確定犧牲陽極6的分布及安裝位置，務(wù)使每個犧牲陽極6在保護電位的范圍內(nèi)；在確定的安裝點，刮掉涂層，將犧牲陽極6焊接牢固，最后再全面涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆，直至所有防腐蝕涂層5總厚度在0.3mm以上。
電化學(xué)保護電位和電流密度是否合理，將直接影響犧牲陽極6的使用效果。在淡水中電位正于-700mV(SCE)，海水中電位正于-750mV(SCE)時，則起不到保護作用，對于局部活性點電位有時達-790mV(SCE)，故保護電位的最大值應(yīng)該比此電位更負。另一方面，當(dāng)電位負移到-1100mV(SCE)以上時，氫氣(H2↑)析出明顯增加，涂層5有剝離的可能。保護電流的密度應(yīng)根據(jù)不同的水質(zhì)和表面保護層進行選用，太小起不到保護作用，太大又將增加犧牲陽極6材料消耗，加大保護成本。本發(fā)明優(yōu)選的保護電位及保護電流密度(水速≤2.0m/s)為保護電位Vp，V(SCE)保護電流密度Ip，mA/m2熱交換管 -0.84～-1.04 15～150聯(lián)通管 -0.79～-1.10 10～100水室球面壁 -0.79～-1.10 10～60端管板 -0.79～-1.10 40～150理論上，只要有足夠質(zhì)量的犧牲陽極6，就可無限期地保護工件，但實際應(yīng)用時總要受到工況和經(jīng)濟等因素的制約。要達到對工件無限期保護，需要無限大空間放置犧牲陽極6，這對于有限的被保護工件空間而言，無疑是不可能的；另一方面，無限量犧牲陽極6所需的無限量資金投入，也是不可能的。因此，通常根據(jù)用戶的大修周期(一般電廠大修周期為四年)確定犧牲陽極6的用量，每次大修更換一次犧牲陽極6，電廠每次大修時間約四至五天，安裝犧牲陽極6僅需二至三天，無論技術(shù)、經(jīng)濟上都是合理可行的。
汽輪機凝汽器水室采用上述防腐蝕設(shè)施之后，可獲得巨大的經(jīng)濟效益。以30萬Kw機組為例，因水室腐蝕造成停機的損失，除修復(fù)水室的直接損失外，每天少發(fā)電720萬度，經(jīng)濟損失72萬元(按上網(wǎng)電價0.1元/度計)，修復(fù)涂層在夏天通常要半月以上，其它季節(jié)所用時間更長，累計經(jīng)濟損失至少1080萬元。而本發(fā)明的制作、使用成本見下表水室防腐蝕設(shè)施的制作費用(表1)

水室防腐蝕設(shè)施更換陽極所需費用(表2)

兩項合計，30萬Kw機組的水室防腐蝕設(shè)施年平均成本最大約(32.5+14.5)/4≈9萬元。
通過以上對比不難看出，本發(fā)明可顯著提高電廠的經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，包括防腐蝕涂層和陰極保護裝置，其特征在于所述防腐蝕涂層的底層是熱噴鋁或鋁合金層，表層是重防腐涂料涂層；所述陰極保護裝置是犧牲陽極保護裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，其特征在于所述犧牲陽極保護裝置對水室各部件的保護電位及保護電流密度(水速≤2.0m/s)為保護電位Vp，V(SCE)保護電流密度Ip，mA/m2熱交換管-0.84～-1.04 15～150聯(lián)通管 -0.79～-1.10 10～100水室球面壁 -0.79～-1.10 10～60端管板 -0.79～-1.10 40～150。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，其特征在于所述防腐蝕涂層的表層是環(huán)氧煤瀝青涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，其特征在于所述防腐蝕涂層的總厚度≥0.3mm，其中熱噴鋁層的厚度為0.08～0.20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，其特征在于所述陰極保護裝置的犧牲陽極材料是鋅-鋁-鎘合金、鋁-鋅-銦-鎘合金、鎂-鋁-鋅-錳合金、鐵之一種。
6.一種實施權(quán)利要求1所述的防腐蝕設(shè)施的防腐蝕涂層的制作方法，包括如下步驟將水室球面壁內(nèi)表面、端管板水側(cè)表面、聯(lián)通管內(nèi)表面(1)清洗除油后噴砂除銹處理；(2)噴砂處理后4小時內(nèi)熱噴鋁，厚度達0.08～0.20mm；(3)熱噴鋁后及時涂刷環(huán)氧煤瀝青底漆一遍；(4)表干后涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆一遍，同時安裝犧牲陽極；(5)再涂刷環(huán)氧煤瀝青面漆，直至涂層總厚度在0.3mm以上。
7.一種實施權(quán)利要求1或2所述的防腐蝕設(shè)施的犧牲陽極保護裝置的安裝方法將犧牲陽極材料焊接在水室球面壁、聯(lián)通管上，其分布應(yīng)使被保護件都處于犧牲陽極保護電位的范圍內(nèi)；涂層的焊接破損部位重新涂刷環(huán)氧煤瀝青。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機凝汽器水室防腐蝕設(shè)施，采用涂層、電化學(xué)保護相結(jié)合的方法，包括厚度≥0.3mm的防腐蝕涂層和犧牲陽極陰極保護裝置；涂層的底層是厚度為0.08～0.20mm的熱噴鋁層，表層是環(huán)氧煤瀝青涂層。水室防腐蝕涂層的制作方法清洗除油后噴砂除銹處理；噴砂處理后4小時內(nèi)熱噴鋁，厚度達0.08～0.20mm；熱噴鋁后及時涂刷環(huán)氧煤瀝青漆。犧牲陽極的安裝方法將犧牲陽極焊接在水室、聯(lián)通管上，其分布應(yīng)使被保護件都處于犧牲陽極保護電位的范圍內(nèi)。本發(fā)明的顯著效果是防腐效果好、成本低；有效地控制了水室的腐蝕，使用壽命大幅度提高；減少了因腐蝕引起的停機事故；用戶經(jīng)濟效益提高。
文檔編號C23F17/00GK1478922SQ03135438
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月21日
發(fā)明者姜英, 王榮貴, 胡蘊成, 姜 英 申請人:東方汽輪機廠