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摘 要：由于淡水资源匮乏，沿海电厂一般采用海水作为循环冷却水，海水较强的腐蚀性对系统中的金属结构会产生严重的腐蚀。本文即分析了沿海电厂凝汽器的腐蚀机理及危害，并详细阐述了海电厂凝汽器及相连管道防腐的主要方法及防腐与防护设计。
关键词：沿海电厂；凝汽器；铜管；钛管；腐蚀
一、沿海电厂凝汽器的腐蚀机理及危害
沿海发电厂凝汽器一般是由水箱、管板、冷却管三部分构成。一般冷却管使用的材料，有铜镍合金、海军黄铜、铝黄铜和钛材等。固定冷却管的管板，多半使用耐海水性能优良的海军黄铜。水室用的是钢材，而与冷却水接触的水箱内表面，一般采用橡胶衬里或用涂刷环氧树脂涂料进行防腐。
沿海发电厂凝气器接触的海水是自然界腐蚀性较强的腐蚀性介质，通常会遇到以下几种腐蚀情况：不同金属的接触所引起的电偶腐蚀、铜合金的成分引起的脱锌腐蚀、冷却管端部因扩管产生的残余应力引起的腐蚀、管端部的紊流引起的进水口腐蚀等等。
多年滨海发电厂实践经验表明：冷凝器的冷却管以及进水口端部扩管等部位较易腐蚀渗漏，渗漏后会使得冷凝水水质受到污染而达不到设计要求，并会造成生产的不畅以及巨大的经济损失。
二、沿海电厂凝汽器及相连管道防腐的主要方法
（一）采用钛材取代铜合金管
铜合金管凝汽器耐腐蚀性较差，不能满足沿海电厂冷却水质的要求，因此迫切需要找到一种耐海水和耐污染海水的材料。
钛材具有优良的耐蚀性能，几乎可耐各种类型的腐蚀，对硫化物和氨的抗蚀性能极为突出。管内冷却水流速提高到50m/s，仍不会引起钛材的冲刷腐蚀。另外钛对于海洋生物和沉积物也有很强的耐腐蚀性能，是极好的冷凝管材料。
（二）涂层和牺牲阳极联合使用
对于与凝汽器相连的管道，采用同样的保护方法，进、出水管道的保护效果一般是不同的。
一方面，进水管道的水温较低，而出水管道的水温较高，腐蚀性相对较强，更重要的是进水管道中水是充满的，这种情况下涂层和牺牲阳极的联合作用，可以达到预期的效果。
另一方面，出水管道与凝汽器相连的部位，水一般是不满的，管道上部经常处于类似海洋飞溅带的情况，这时阴极保护起不到应有的作用，一般涂层也难以达到理想的效果。国内目前对凝汽器出水管道的防腐蚀设计及施工中，一般都忽略了这种差别，将凝汽器进、出口管道同样考虑，以致于出现凝汽器出口过早腐蚀渗漏的情况。
三、沿海电厂凝汽器及相连管道的腐蚀与防护设计
凝汽器有铜管和钛管两种，材料不同，所需考虑的问题也不同，这里分别进行讨论。
（一）铜合金管的防腐设计
1、铜管的腐蚀情况
凝汽器黄铜管的管壁通常为1mm左右，所以当它遭到局部腐蚀时，容易发生管壁穿孔，这样，冷却水就会大量漏到凝结水中，从而使给水水质恶化。
对凝汽器铝黄铜铜管进行检测，其腐蚀严重的部位在冷却水进口端，靠近管板处最为严重，其腐蚀坑为“星状”、“点状”，有的是不连续的小坑，管内壁上侧为间断的光亮腐蚀坑，其中严重的部位已腐蚀穿孔，部分区域的铜管减薄，严重地影响了机组的安全运行。
2、防腐设计
（1）改变运行工况
①调整水质
冷却水中的石子、木片等进入凝汽器的铜管后，会堵塞在管内，引起沉积腐蚀，含砂子过多造成冲刷腐蚀程度。防止的方法是在进水口加装过滤网和进行氯处理，消除这些污物。此外循环水加药处理也有很大作用。调整pH值，一般控制在pH值在8～9之间。
②保持适当的水流速
水流速不宜过大或过小，过大易造成冲刷腐蚀，过小会使杂物沉积，并促进脱锌腐蚀。铝黄铜管耐冲刷腐蚀最高临界流速约为1.8mPs，加砷可达到2.1mPs。
③防振与消除应力
对管子采取防震措施，以免造成腐蚀疲劳。对于已制成的凝汽器，可采取在管束之间嵌塞竹片或木板条等措施。在安装铜管后进行退火处理，将铜管在260℃以下保温2h也是行之有效的应力消除措施。
（2）保持铜管清洁
铜管内壁各类污物的沉积而产生的沉积物下腐蚀是凝汽器腐蚀泄漏的主要原因，因此保持铜管内表面的清洁至关重要。
（3）造膜
为防止铜管受到冷却水的侵蚀，可以采用硫酸在铜管上造膜，使铜管内壁处形成一层含有铁化合物的保护膜，使铜管表面被覆盖起来。现在常用的主要是运行中造膜法。
用此法造膜时，应每隔24 h连续加1h FeSO4溶液，或者每隔12 h连续加FeSO4溶液半小时。加药时使通过凝汽器的冷却水中含铁1毫克/升。这种方法既可以用在初次造膜上，也可以用在已造膜的铜管运行一段时间以后的旧的保护膜上。运行中加药的地点，应设在凝汽器的冷却水入口端。
（4）阴极保护
由电化学腐蚀原理可知，在腐蚀电池中受到腐蚀的是阳极，阴极不被腐蚀，阴极保护就是利用这一原理。将被保护的设备做成一个电池中的阴极，这样该设备就受到保护。
（5）砷、硼抑制铝黄铜脱锌
多年来国内外一直都用微量合金元素砷来抑制黄铜脱锌，对其作用机制，一种认为砷抑制了Cu2Cl2→Cu0+CuCl2反应；另一种认为砷起缓蚀作用，在合金表面形成保护膜抑制铜的再沉积。有学者提出砷能在黄铜中形成“双空位-杂质原子（As）对”，减慢双空位向体内的扩散速废，从而抑制锌的优先溶解。
无论铝黄铜含砷与否，加硼均能有效降低腐蚀速率，使脱锌层厚度和脱锌系数大幅度降低。硼和砷能协同作用，减缓双空位的扩散能力，抑制铜的再沉积，从而能够几乎完全抑制铝黄铜发生脱锌腐蚀。
（二）钛管的防腐设计
1、钛管的腐蚀情况
钛管凝汽器的水室一般为碳钢衬胶，在衬胶质量可靠且没有外部损伤的情况下，水室内壁的腐蚀很小，一般不需要保护。但如果衬胶层出现破损，则破损部位会出现严重的电偶腐蚀，在较短的时间内会导致腐蚀穿孔。另外，水室内的隔板螺栓材料一般与管板材料不同，也存在严重的电偶腐蚀，需要采取有效的措施以延长其寿命。
2、防腐设计
（1）外加电流阴极保护
钛管凝汽器有三种，一种是将原来的铜合金管更换为钛管，其管板仍为铜合金，这种凝汽器目前已基本没有了；第二种是冷凝管为钛管，而管板为钛钢复合板；第三种是冷凝管和管板均为钛材。对这三种凝汽器，在保护时也有所差异。
第一种由于钛管和铜合金管板在冷却水中的电位不同，会发生电偶腐蚀，在外加电流保护时，需控制保护电位在-0.35～-0.75V（SCE）之间，这是因为管板电位大于-0.35V时，铜管板就会产生腐蚀，但若管板电位负于-0.75V（SCE）時，钛材会吸氢，引起氢脆腐蚀。另外可能的条件下，对管板应刷涂耐冲刷性能好的防腐涂层。对另外两种钛管凝汽器的保护，需控制电位不能负于-0.75V（SCE）。
（2）牺牲阳极保护
钛管凝汽器也有采用牺牲阳极保护的实例。但无论是铝牺牲阳极，还是锌牺牲阳极，其工作电位均相对较负，不宜直接使用。这种情况下，腐蚀工作者研制了控流铝牺牲阳极，能够使凝汽器水室等受到保护，又可避免钛的吸氢危险。
（三）凝汽器进出口管道防腐设计
1、腐蚀情况
凝汽器的进出口管道一般为碳钢材质，直接与凝汽器、波纹伸缩节相连，这种情况下，几种金属材料如碳钢、钛及不锈钢材料在海水介质中会产生严重的电偶腐蚀。
2、防腐设计
解决该部分管道的腐蚀问题，最根本的方法是将管道与凝汽器绝缘，可采用橡胶伸缩节，这种伸缩节目前在国内使用较少。在不能实现绝缘的情况下，可选择适合的重防腐涂料和阴极保护的联合保护。
参考文献
[1]曲政，庞其伟，孟超.海水管道系统外加电流阴极保护的应用与探讨[J].腐蚀与防护，2004.25.
[2]陈丽君.滨海电厂凝汽器阴极保护系统的研究及应用[J].2012.3.
关键词：沿海电厂；凝汽器；铜管；钛管；腐蚀
一、沿海电厂凝汽器的腐蚀机理及危害
沿海发电厂凝汽器一般是由水箱、管板、冷却管三部分构成。一般冷却管使用的材料，有铜镍合金、海军黄铜、铝黄铜和钛材等。固定冷却管的管板，多半使用耐海水性能优良的海军黄铜。水室用的是钢材，而与冷却水接触的水箱内表面，一般采用橡胶衬里或用涂刷环氧树脂涂料进行防腐。
沿海发电厂凝气器接触的海水是自然界腐蚀性较强的腐蚀性介质，通常会遇到以下几种腐蚀情况：不同金属的接触所引起的电偶腐蚀、铜合金的成分引起的脱锌腐蚀、冷却管端部因扩管产生的残余应力引起的腐蚀、管端部的紊流引起的进水口腐蚀等等。
多年滨海发电厂实践经验表明：冷凝器的冷却管以及进水口端部扩管等部位较易腐蚀渗漏，渗漏后会使得冷凝水水质受到污染而达不到设计要求，并会造成生产的不畅以及巨大的经济损失。
二、沿海电厂凝汽器及相连管道防腐的主要方法
（一）采用钛材取代铜合金管
铜合金管凝汽器耐腐蚀性较差，不能满足沿海电厂冷却水质的要求，因此迫切需要找到一种耐海水和耐污染海水的材料。
钛材具有优良的耐蚀性能，几乎可耐各种类型的腐蚀，对硫化物和氨的抗蚀性能极为突出。管内冷却水流速提高到50m/s，仍不会引起钛材的冲刷腐蚀。另外钛对于海洋生物和沉积物也有很强的耐腐蚀性能，是极好的冷凝管材料。
（二）涂层和牺牲阳极联合使用
对于与凝汽器相连的管道，采用同样的保护方法，进、出水管道的保护效果一般是不同的。
一方面，进水管道的水温较低，而出水管道的水温较高，腐蚀性相对较强，更重要的是进水管道中水是充满的，这种情况下涂层和牺牲阳极的联合作用，可以达到预期的效果。
另一方面，出水管道与凝汽器相连的部位，水一般是不满的，管道上部经常处于类似海洋飞溅带的情况，这时阴极保护起不到应有的作用，一般涂层也难以达到理想的效果。国内目前对凝汽器出水管道的防腐蚀设计及施工中，一般都忽略了这种差别，将凝汽器进、出口管道同样考虑，以致于出现凝汽器出口过早腐蚀渗漏的情况。
三、沿海电厂凝汽器及相连管道的腐蚀与防护设计
凝汽器有铜管和钛管两种，材料不同，所需考虑的问题也不同，这里分别进行讨论。
（一）铜合金管的防腐设计
1、铜管的腐蚀情况
凝汽器黄铜管的管壁通常为1mm左右，所以当它遭到局部腐蚀时，容易发生管壁穿孔，这样，冷却水就会大量漏到凝结水中，从而使给水水质恶化。
对凝汽器铝黄铜铜管进行检测，其腐蚀严重的部位在冷却水进口端，靠近管板处最为严重，其腐蚀坑为“星状”、“点状”，有的是不连续的小坑，管内壁上侧为间断的光亮腐蚀坑，其中严重的部位已腐蚀穿孔，部分区域的铜管减薄，严重地影响了机组的安全运行。
2、防腐设计
（1）改变运行工况
①调整水质
冷却水中的石子、木片等进入凝汽器的铜管后，会堵塞在管内，引起沉积腐蚀，含砂子过多造成冲刷腐蚀程度。防止的方法是在进水口加装过滤网和进行氯处理，消除这些污物。此外循环水加药处理也有很大作用。调整pH值，一般控制在pH值在8～9之间。
②保持适当的水流速
水流速不宜过大或过小，过大易造成冲刷腐蚀，过小会使杂物沉积，并促进脱锌腐蚀。铝黄铜管耐冲刷腐蚀最高临界流速约为1.8mPs，加砷可达到2.1mPs。
③防振与消除应力
对管子采取防震措施，以免造成腐蚀疲劳。对于已制成的凝汽器，可采取在管束之间嵌塞竹片或木板条等措施。在安装铜管后进行退火处理，将铜管在260℃以下保温2h也是行之有效的应力消除措施。
（2）保持铜管清洁
铜管内壁各类污物的沉积而产生的沉积物下腐蚀是凝汽器腐蚀泄漏的主要原因，因此保持铜管内表面的清洁至关重要。
（3）造膜
为防止铜管受到冷却水的侵蚀，可以采用硫酸在铜管上造膜，使铜管内壁处形成一层含有铁化合物的保护膜，使铜管表面被覆盖起来。现在常用的主要是运行中造膜法。
用此法造膜时，应每隔24 h连续加1h FeSO4溶液，或者每隔12 h连续加FeSO4溶液半小时。加药时使通过凝汽器的冷却水中含铁1毫克/升。这种方法既可以用在初次造膜上，也可以用在已造膜的铜管运行一段时间以后的旧的保护膜上。运行中加药的地点，应设在凝汽器的冷却水入口端。
（4）阴极保护
由电化学腐蚀原理可知，在腐蚀电池中受到腐蚀的是阳极，阴极不被腐蚀，阴极保护就是利用这一原理。将被保护的设备做成一个电池中的阴极，这样该设备就受到保护。
（5）砷、硼抑制铝黄铜脱锌
多年来国内外一直都用微量合金元素砷来抑制黄铜脱锌，对其作用机制，一种认为砷抑制了Cu2Cl2→Cu0+CuCl2反应；另一种认为砷起缓蚀作用，在合金表面形成保护膜抑制铜的再沉积。有学者提出砷能在黄铜中形成“双空位-杂质原子（As）对”，减慢双空位向体内的扩散速废，从而抑制锌的优先溶解。
无论铝黄铜含砷与否，加硼均能有效降低腐蚀速率，使脱锌层厚度和脱锌系数大幅度降低。硼和砷能协同作用，减缓双空位的扩散能力，抑制铜的再沉积，从而能够几乎完全抑制铝黄铜发生脱锌腐蚀。
（二）钛管的防腐设计
1、钛管的腐蚀情况
钛管凝汽器的水室一般为碳钢衬胶，在衬胶质量可靠且没有外部损伤的情况下，水室内壁的腐蚀很小，一般不需要保护。但如果衬胶层出现破损，则破损部位会出现严重的电偶腐蚀，在较短的时间内会导致腐蚀穿孔。另外，水室内的隔板螺栓材料一般与管板材料不同，也存在严重的电偶腐蚀，需要采取有效的措施以延长其寿命。
2、防腐设计
（1）外加电流阴极保护
钛管凝汽器有三种，一种是将原来的铜合金管更换为钛管，其管板仍为铜合金，这种凝汽器目前已基本没有了；第二种是冷凝管为钛管，而管板为钛钢复合板；第三种是冷凝管和管板均为钛材。对这三种凝汽器，在保护时也有所差异。
第一种由于钛管和铜合金管板在冷却水中的电位不同，会发生电偶腐蚀，在外加电流保护时，需控制保护电位在-0.35～-0.75V（SCE）之间，这是因为管板电位大于-0.35V时，铜管板就会产生腐蚀，但若管板电位负于-0.75V（SCE）時，钛材会吸氢，引起氢脆腐蚀。另外可能的条件下，对管板应刷涂耐冲刷性能好的防腐涂层。对另外两种钛管凝汽器的保护，需控制电位不能负于-0.75V（SCE）。
（2）牺牲阳极保护
钛管凝汽器也有采用牺牲阳极保护的实例。但无论是铝牺牲阳极，还是锌牺牲阳极，其工作电位均相对较负，不宜直接使用。这种情况下，腐蚀工作者研制了控流铝牺牲阳极，能够使凝汽器水室等受到保护，又可避免钛的吸氢危险。
（三）凝汽器进出口管道防腐设计
1、腐蚀情况
凝汽器的进出口管道一般为碳钢材质，直接与凝汽器、波纹伸缩节相连，这种情况下，几种金属材料如碳钢、钛及不锈钢材料在海水介质中会产生严重的电偶腐蚀。
2、防腐设计
解决该部分管道的腐蚀问题，最根本的方法是将管道与凝汽器绝缘，可采用橡胶伸缩节，这种伸缩节目前在国内使用较少。在不能实现绝缘的情况下，可选择适合的重防腐涂料和阴极保护的联合保护。
参考文献
[1]曲政，庞其伟，孟超.海水管道系统外加电流阴极保护的应用与探讨[J].腐蚀与防护，2004.25.
[2]陈丽君.滨海电厂凝汽器阴极保护系统的研究及应用[J].2012.3.