专题 | 火电厂设备腐蚀监检测技术
2019-12-30 14:11:22 作者: 杨海洋 解恒杰 丁国清 张波 杨万国 青岛钢研纳克检测防护技 来源:《腐蚀与防护之友》 分享至:

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1 概述

由于火电厂设备所处的特殊环境和介质,要提升运行效率、防止重大事故的发生必须要做好设备的腐蚀监检测。电厂设备腐蚀监检测,是对冷却水热交换器、烟气脱硫脱硝系统、锅炉、汽轮机系统等设备的腐蚀状态、腐蚀速率和腐蚀相关参数,进行测量并通过监测信息对电力生产过程实现控制或预警,从而达到判断腐蚀破坏、确定腐蚀应对措施的目的,既作为自控系统的一部分,又作为管理系统的一部分。


电厂设备监检测技术主要有挂片法、化学分析法、电化学测量技术、警戒孔监测法和无损检测技术。


2 挂片法

判断某种环境对材料的腐蚀性,最直观的方法就是将试件暴露一定时间后,测量所产生的变化。可以建立综合性系统,用于在火电厂评价一般材料对全面腐蚀、点蚀、应力腐蚀破裂、氢脆等的稳定性。挂片法的检测原理是经过已知的暴露期后,根据试样失重或增重测量平均腐蚀速率。挂片法可对不同材料同时进行对比试验和平行试验,据此获得确切的腐蚀类型。


3 化学分析法

在电厂188棋牌最新版 体系中内,pH、电导率、溶解氧、金属离子浓度、悬浮固体的浓度、缓释剂浓度等相关参数,与设备的腐蚀过程有密切关系。因此,可以通过介质分析法对设备的工艺物流进行定期的化学分析,来监测设备的腐蚀。如 pH、电导率、溶解氧等数据可以通过探头分析获得,而如分析介质中金属离子浓度可以采用离子选择电极法。


4 电化学测量技术

4.1 零电阻电流表法

零电阻电流表法利用电偶电池原理,在适当的电解液中测定不同电极之间的电偶电流,可以计算电位较负的阳极性金属的腐蚀速度。测量仪器为对电偶行为干扰非常小的零阻电流表。


4.2 电位监测技术

电位监测技术可以不改变金属表面状态的前提下,用电压表测量电厂设备基体金属材料电位变化,通过腐蚀电位与腐蚀状态的关系,确定材料的腐蚀状况。电位监测的应用主要在四个方面:(1)阴极保护和阳极保护;(2)在指示系统的活化—钝化行为;(3)用于探测初期腐蚀;(4)用于探测局部腐蚀。该方法有一定的局限性,它仅适用于电解质体系,并且要求溶液中的腐蚀性物质有良好的分散能力。


4.3 电阻法

电阻法是测定设备部件的金属电阻变化来确定腐蚀速率的变化,其机理是如果设定腐蚀大体均匀,则电阻的变化就与腐蚀的增量成正比,由此可以计算出腐蚀速度。


电阻法在实际应用中可以将腐蚀与工艺参数联系起来。这种方法是设备运行期间进行腐蚀监测的基本手段之一,常常用于腐蚀控制。它也可作为一种诊断手段,估计工艺变化对腐蚀的影响。


4.4 极化探针

极化探针是监测电厂设备腐蚀速率的重要方法,已获得广泛应用。原理是当腐蚀电位附近极化 ±10mV 时,工作电极的电流与过电位呈线性关系。极化探针主要有三种:同种材料双电极型探针,同种材料三电极型探针,采用不锈钢、Ag/AgCl 或 Pt 作为参比的三电极体系。双电极体系适用于电阻率较低的介质,而三电极体系适用于电阻率高的介质。


4.5 氢探针

氢探针用于当阴极反应是析氢反应时的腐蚀速率的测量,它通过测量生成氢的渗入倾向,表明结构材料的危险趋势。当发生析氢反应时,产生的氢向金属内部扩散渗入,使得钢构件吸收了腐蚀产生的氢原子或在高温下吸收了工艺介质中的原子氢,产生氢脆、氢致开裂和氢鼓泡等损伤。氢探针分为两种,一种是基于力学原理的压力性氢探针,一种是基于电学原理的真空型氢探针。


5 警戒孔监测法

警戒孔监测法即腐蚀裕量监测法,又称为哨孔监视法。测试原理是当腐蚀裕量已经消耗完的时候给出指示,测量方法是从设备壁或管道外侧钻一个精度准确的小孔,使得剩余壁厚等于腐蚀裕量。警戒孔监测法主要用在特殊的装备特别是磨蚀能造成无规律减薄的管道弯头处。


6 无损检测技术

6.1 热象显示技术

热像显示技术即红外图像法,主要通过材料表面温度和温度场的变化,来确定引起变化的力学性能、材料缺陷和腐蚀等原因及影响。与其他无损检测方法相比,热像显示技术具有测量速度快、非接触性、测量结果直观形象、测温范围广、测量精度高、易于实现自动化和实时观测等优点。


6.2 磁粉法和染色渗透技术

磁粉法检测和染色渗透检测技术均为表面检测技术,根据漏磁场和毛细管作用的原理,检测固体材料及其制件的表面与近表面缺陷,如因腐蚀疲劳或应力腐蚀破裂而发生的许多微裂纹等。其中磁粉法只能用在磁性材料上,而染色渗透技术既可用于磁性材料,又可用于非磁性材料。


6.3 涡流技术

涡流技术通过放置在交流馈电线圈电场内的金属物体表面所产生的涡流大小、分布及变化,来检测材料的表面缺陷和腐蚀状况。涡流技术具有检测速度快、易于实现自动化、表面亚表面检出灵敏度高、能在高温状态进行检测、用途广泛等优点。


6.4 超声技术

超声技术主要基于超声波在金属中的相应关系。该技术用来监测点蚀、应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳,也可以用来测量材料厚度。通常有超声脉冲回波法和基于连续波的共振法两种类型。作为腐蚀监测方法,这种技术的主要优点是:它只需要在设备的一侧,最好是在未被腐蚀的设备表面放置探头,从而使在线测量切实可行。


6.5 放射显示技术

放射显示技术主要是利用 X 射线和 ? 射线对材料的穿透性,射线穿过设备后在照相底片或荧光屏上产生相应的图像,而产生的图像密度与受检材料的厚度和密度有关。该技术既可以用来检测局部腐蚀,又可以借助图像特性显示仪测量壁厚。放射显示技术有可获得永久性记录、结果直观、辐照范围广、检查时无需去掉设备上的保温层等优点。


7 小结

在火电厂环境中,腐蚀监检测既是一种诊断方法又可用于监测解决腐蚀问题。在不同环境中,要根据实际情况,选择适当的监检测方法,确保设备安全、高效运行。

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