闭式冷却水系统腐蚀防护研究

摘要

电厂闭式冷却水系统中有各种热交换器、管道、阀门等。由于热交换器腐蚀穿孔和泄漏造成的经济损失很大，因此需要对闭式冷却水系统的腐蚀问题予以重视。秦山第二核电厂闭式冷却水系统原采用添加磷酸盐缓蚀剂来降低系统的腐蚀速率，设计规范要求磷酸盐浓度控制在100~500mg/L，pH值控制在11.0~ 11.5，铁离子含量要求<1.0mg/L。这种抑制系统腐蚀的方案是通过磷酸三钠的碱性使系统维持在高pH条件下运行，通过系统的溶解氧而使钢铁自然钝化，在材料的表面形成完整的保护膜，从而起到减轻腐蚀的作用，但由于生成氧化膜所需时间较长，在氧化膜的间隙处电化学腐蚀还会继续进行，所以腐蚀速率不能满足规范要求，运行中分析监测就显示出缓蚀效果不好，系统的总铁量增加，系统水中铁离子含量在一个月内就会超过技术规范限值（Fe<1mg/L）。 本文采用几种常用的腐蚀测定方法如静态挂片失重法、电化学极化曲线和电镜扫描对材料进行了试验研究，进一步确认亚硝酸盐缓蚀剂的缓蚀性能以及与秦山二核闭式水系统中各种材料的相容性，从而为系统缓蚀剂更换提供了依据。研究表明：①缓蚀剂N8338对TUE250碳钢、奥氏体球墨铸铁、铬镍钼马氏体不锈钢和钛材均有缓蚀作用，对TUE250碳钢缓蚀作用尤为明显；②缓蚀剂N8338能够有效抑制TUE250碳钢的腐蚀，静态挂片实验证明N8338的浓度在200~900mg/L之间，其缓蚀率大于95.0％；极化曲线测试结果表明，N8338对TUE250碳钢的缓蚀作用机理为抑制阳极腐蚀为主导作用；③缓蚀剂N8338能够抑制铬镍钼马氏体不锈钢、钛材和奥氏体球墨铸铁三种材料的腐蚀。在缓蚀剂N8338浓度为700mg/L的去离子水腐蚀介质中添加F-、SO42-、Cl-杂质离子，在所研究的杂质离子浓度范围内对四种材料的腐蚀没有明显的影响。