一種發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層及其制備方法；屬于電機(jī)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]核電廠、火電廠和水電廠等大型發(fā)電機(jī)的定子繞組和大型雙水冷發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子繞組通常利用水在空芯銅導(dǎo)線內(nèi)部循環(huán)冷卻，用于降低發(fā)電機(jī)線棒溫度。然而，空芯銅導(dǎo)線容易被內(nèi)冷水腐蝕，造成電導(dǎo)率增加，絕緣程度降低，泄漏電流增大；腐蝕產(chǎn)物還可能堵塞導(dǎo)線，引起局部超溫甚至燒毀電機(jī)，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為保證發(fā)電機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須采取一定的措施降低或防止空芯銅導(dǎo)線腐蝕。
[0003]添加緩蝕劑和控制水質(zhì)是控制和降低發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕的常用方法。緩蝕劑一般選用含氮的唑類(lèi)、胺類(lèi)、吡啶類(lèi)以及衍生物緩蝕劑。但是，緩蝕劑在水中溶解度較小，需添加助溶劑，且易與銅離子絡(luò)合生成沉淀，造成空芯銅導(dǎo)線堵塞超溫，所以此法在實(shí)際應(yīng)用中已較少。控制內(nèi)冷水水質(zhì)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種方法，其主要原理凈化水質(zhì)并調(diào)節(jié)為微堿性，使銅導(dǎo)線處于鈍化水質(zhì)中，表面形成鈍化保護(hù)膜，防止水中雜質(zhì)腐蝕銅導(dǎo)線。然而，該法需經(jīng)常更換樹(shù)脂，且需使用特定的設(shè)備對(duì)水質(zhì)進(jìn)行精確控制，經(jīng)濟(jì)性差。而且，鈍化保護(hù)膜并不穩(wěn)定，水質(zhì)一旦發(fā)生波動(dòng)就非常容易被破壞，機(jī)組運(yùn)行工況突變或者系統(tǒng)稍有缺陷就可能破壞保護(hù)膜，水質(zhì)控制稍不到位就有可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能滿足發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)要求、經(jīng)濟(jì)性差、控制復(fù)雜的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是在于提供一種致密、穩(wěn)定性好、能有效抑制空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)部表面銅腐蝕的腐蝕防護(hù)層。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供一種操作簡(jiǎn)單、低成本制備所述空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層，該腐蝕防護(hù)層是由含有酚類(lèi)化合物和胺類(lèi)化合物的堿性溶液注入空芯銅導(dǎo)線的空芯中，通過(guò)酚類(lèi)化合物和胺類(lèi)化合物之間反應(yīng)生成聚合物并沉積在空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面形成的聚合物膜層:其中，酚類(lèi)化合物與胺類(lèi)化合物的質(zhì)量百分比為40?95%:5?60%;所述的酚類(lèi)化合物為二酚和/或多酚化合物；所述的胺類(lèi)化合物為二胺和/或多胺化合物。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案首次采用二酚或多酚類(lèi)與二胺或多胺類(lèi)化合物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面形成一層致密、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高分子聚合物膜層，這層聚合物膜能有效隔斷空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面與外部的直接接觸，起到防止銅腐蝕的作用。此外，胺類(lèi)化合物的殘余胺基可以使空芯銅導(dǎo)線表面微環(huán)境保持微堿性，進(jìn)一步抑制銅腐蝕；而酚類(lèi)化合物可以與銅導(dǎo)線表面形成強(qiáng)配位化學(xué)鍵，增強(qiáng)防護(hù)層的界面結(jié)合能力，同時(shí)未反應(yīng)完全的酚類(lèi)作為抗氧化劑，防止聚合物及空芯銅導(dǎo)線的氧腐蝕。
[0008]優(yōu)選的方案中，酚類(lèi)化合物與胺類(lèi)化合物的質(zhì)量百分比為43?85%:15?57%。
[0009]優(yōu)選的方案中，二酚化合物為對(duì)苯二酚、間苯二酚和鄰苯二酚中的至少一種。
[0010]優(yōu)選的方案中，多酚化合物為沒(méi)食子酸、單寧、兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酸酯和表沒(méi)食子J L茶素沒(méi)食子酸酯中的至少一種。
[0011]優(yōu)選的方案中，二胺化合物為乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、對(duì)苯二胺、間苯二胺、1，2-二胺基環(huán)己烷、1，3-二胺基環(huán)己烷、1，4-二胺基環(huán)己烷、3，5-二氨基苯甲酸和賴(lài)氨酸中的至少一種。
[0012]優(yōu)選的方案中，多胺化合物為均苯三胺、1，2，4-三胺基苯、三(2-胺乙基)胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、多乙烯多胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺和聚賴(lài)氨酸中的至少一種。
[0013]本發(fā)明還提供了所述發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層的制備方法，該方法是將酚類(lèi)化合物和胺類(lèi)化合物溶于水，并調(diào)節(jié)PH至堿性，得到工作液；將所述工作液注入空芯銅導(dǎo)線的空芯中，在15?60°C溫度下反應(yīng)，在空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面形成腐蝕防護(hù)層。
[0014]優(yōu)選的方案中，通過(guò)鹽酸和/或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)工作液，使其pH值維持在8?13范圍內(nèi)；優(yōu)選為pH值維持在8.5?11范圍內(nèi)；最優(yōu)選為9?10.5。鹽酸的濃度最好為lmol/L ;NaOH溶液的濃度最好為lmol/L。
[0015]優(yōu)選的方案中，工作液中酚類(lèi)化合物和胺類(lèi)化合物的總質(zhì)量百分比含量為0.1?5% ;優(yōu)選為0.2?3.7% ;最優(yōu)選為0.5?1.8%。
[0016]優(yōu)選的方案中，15°C?60°C溫度下反應(yīng)的時(shí)間為4?48小時(shí)。優(yōu)選的反應(yīng)溫度為20°C?45°C ;最優(yōu)選為25°C?40°C。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為6?40h，最優(yōu)選為10?36h。
[0017]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案首次采用，二酚或多酚化合物與二胺或多胺化合物作為空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面腐蝕防護(hù)層原料，二酚或多酚類(lèi)與二胺或多胺類(lèi)化合物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面形成一層致密、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高分子聚合物膜，這層聚合物膜能有效隔斷空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面與外部的直接接觸，起到防止銅腐蝕的作用。此外，胺類(lèi)化合物的殘余胺基可以使空芯銅導(dǎo)線表面微環(huán)境保持微堿性，進(jìn)一步抑制銅腐蝕；而酚類(lèi)化合物可以與銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面形成強(qiáng)配位化學(xué)鍵，增強(qiáng)防護(hù)層的界面結(jié)合能力，同時(shí)未反應(yīng)完全的酚類(lèi)作為抗氧化劑，防止聚合物及空芯銅導(dǎo)線的氧腐蝕。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案制備的空芯銅導(dǎo)線腐蝕防護(hù)層是通過(guò)原位聚合生長(zhǎng)沉積在空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面，防護(hù)層均勻、致密；與銅的界面結(jié)合能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期運(yùn)行，保證防護(hù)效果。另外，防護(hù)層的制備方法簡(jiǎn)單，操作方便，防護(hù)層形成后無(wú)需嚴(yán)格控制水質(zhì)。相比已有技術(shù)，內(nèi)冷水系統(tǒng)中的小混床、堿液滴加裝置均可省略，有效降低了投資和運(yùn)行維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]【圖1】無(wú)腐蝕防護(hù)層、實(shí)施例1、實(shí)施例2制備腐蝕防護(hù)層后空芯銅導(dǎo)線空芯內(nèi)表面掃描電子顯微鏡照片。
[0021]【圖2】無(wú)腐蝕防護(hù)層的銅片與實(shí)施例1處理后銅片的動(dòng)電位極化曲線以及阻抗譜圖。
[0022]【圖3】無(wú)腐蝕防護(hù)層的空芯銅導(dǎo)線與實(shí)施例3處理后銅片通入除鹽水運(yùn)行60天內(nèi)冷水的銅離子含量。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下通過(guò)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但實(shí)施例僅用于說(shuō)明，并不限制本發(fā)明的范圍。在不脫離本發(fā)明上述方法思想范圍的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換和變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0024]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0025]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0026]實(shí)施例1
[0027](I)將815g鄰苯二酚和185g乙二胺，加入199kg水中攪拌溶解，滴加lmol/L的鹽酸水溶液和lmol/L的NaOH水溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為9