冷却水的湍流以及进入水流中的气体或砂砾等异物的冲击磨削作用，会破坏凝汽器黄铜管入口端的保 护膜，致使入口端局部电位较低而成为阳极，保护膜未被破坏的部位电位较高而成为阴极，导致黄 铜管在机械冲击和电化学的双重作用下产生管端冲刷腐蚀［１］．黄铜管入口端的冲刷腐蚀在我国 各火电厂普遍存在．无论是含盐量、含砂量较低的清水，还是含砂量较高的洪水，或是含盐量较高 的海水，都会引起管端冲刷腐蚀［２，３］．凝汽器铜管的管端冲刷腐蚀发生于入口端距管端１５ ０ｍｍ左右的范围内［１］．黄铜管管端冲刷腐蚀常造成黄铜管的过早失效，降低其使用寿命，影 响电厂安全经济运行．本文自制了冲刷腐蚀模拟试验装置，并通过模拟试验对ＨＳｎ７０－１Ａ黄 铜管管端冲刷腐蚀及管内腐蚀进行了定量比较研究，为管端冲刷腐蚀防护提供依据．１ 模拟试验 装置为了定量比较管端腐蚀与管内腐蚀的不同，自制了模拟试验装置．设计时，既考虑了模拟管端 腐蚀又考虑了模拟管内腐蚀．模拟管端腐蚀需要产生湍流，为此，采用了变径管．模拟管内腐蚀需 要水流稳定，要求内径相同．为了比较不同水流速度对腐蚀的影响，采用了两回路系统．模拟试验 装置由两个试验回路和一个旁路构成．试验回路由循环水槽、耐蚀水泵、控制阀、流量计、试样节 组成，如图１．试验回路１、回路２的水流速度皆由控制阀控制，流量计显示，多余的水流经旁路 直接排入循环水槽．图１ 铜管腐蚀模拟试验装置 试样节用于装置试样，是关键部分．试样节 包括管端腐蚀试样节和管内腐蚀试样节．管端腐蚀试样节模拟管端冲刷腐蚀，由直径不同的管段１ 、管段２粘接组成，如图２（ａ）．管段１为内径４０ｍｍ、壁厚５ｍｍ的有机玻璃管，可观察水 流情况．管段２为塑料管，内径为２８．７ｍｍ，壁厚为２ｍｍ．水流经管段１进入管段２时，由 于直径不同，在管段２中产生湍流，冲刷试样装于管段２中，就模拟了入口端冲刷腐蚀．管内试样 节模拟管内腐蚀，由管段３、管段４及活动接头Ⅱ构成，尺寸如图２（ｂ）所示．从管端试样节到 管内试样节整个管段内径保持一致，以保证水流稳定，从而模拟管内腐蚀．管端腐蚀试样节与管内 腐蚀试样节通过活动接头Ⅰ连接．活动接头图２ 模拟试验装置试样节有两个内件和一个外件，带 螺纹内件和不带螺纹内件分别与管段２和管段３粘接，两内件之间有一密封Ｏ型环，起密封作用． 外件带有螺纹，它与带螺纹的内件通过螺纹实现连接．装拆试样通过活动接头实现．试样装好后， 整个试验管段内径相同，并处于密封状态．２ 试样及循环水２１ 试样制备试验材料为φ２８ ．５ｍｍ，壁厚１．７ｍｍ的ＨＳｎ７０－１Ａ新黄铜管．试样直接从黄铜管上截取，为１５０ｍ ｍ和１００ｍｍ长的管段．前者用于入口端冲刷腐蚀试验，后者用于管内腐蚀试验．管段试样两端 截面经砂布、金相砂纸磨制，使其平整光洁，外表面及端截面采用电刷镀镀Ｎｉ，以防止管段外表 及端截面腐蚀影响试验结果．管段试样用弱酸清洗，去除原始腐蚀物，经水冲洗干净后用丙酮清洗 ，干燥后用分析天平称重．共制备１５０ｍｍ和１００ｍｍ的管段试样各６个．２２ 循环水配 制影响腐蚀的主要因素是［Ｃｌ－］、［ＳＯ２－４］和砂含量，因此在配制循环水时主要加入［ Ｃｌ－］、［ＳＯ２－４］和砂．为了在较短时间内比较出入口端冲刷腐蚀与管内腐蚀的差异，选 取了较高的Ｃｌ－含量、ＳＯ２－４含量和砂含量．配制循环水前，已用化学分析法测定了自来水 中已含的Ｃｌ－、ＳＯ２－４含量．配制时，减去自来水中已含的Ｃｌ－、ＳＯ２－４含量．Ｃｌ －、ＳＯ２－４含量通过加入ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４实现．砂为河砂，经５０目筛子筛选．所配 制的循环水的成分含量为：［Ｃｌ－］６００ｍｇ／Ｌ、［ＳＯ２－４］４００ｍｇ／Ｌ、砂含量 １０００ｍｇ／Ｌ．一般情况下，凝汽器循环水的流速在１．３～２．１ｍ／ｓ之间．据此，试验 过程中循环水流速选取１．３ｍ／ｓ和２．０ｍ／ｓ两种．３ 试验过程将制备好的长为１５０ｍ ｍ的管段试样装于回路１、回路２的冲刷腐蚀试验节中，将制备好的１００ｍｍ的管段试样分别装 于回路１、回路２的管内腐蚀试验节中，将配制好的循环水置于循环水槽中，启动循环水泵，调节 控制阀，使回路１的流量计的流量控制于３．５６ｍ３／ｈ，对应的循环水的流速为２ｍ／ｓ；使 回路２的流量计的流量控制于２．３９ｍ３／ｈ，对应的循环水的流速为１．３ｍ／ｓ．系统运行 过程中，每隔３ｈ检查流速，测量水温．运行中，室温在２８°Ｃ～３５°Ｃ之间，而水温在３３ °Ｃ～４２°Ｃ之间，这与凝汽器实际运行中循环水温度（根据现场调查）相拟．运行过程中，水 的蒸发损失较大，需及时补充自来水，以保证其成分稳定，并且每６天换一次循环水．试验累计运 行４２１ｈ．停机后，拆下试验管段，用清水冲洗后，观察其腐蚀形貌特征，然后用稀盐酸快速去 除腐蚀产物，经水冲洗后，再用丙酮清洗、吹干，在分析天平上称重．４ 试验结果及分析４１ 腐蚀形貌观察经水冲洗后观察各试样形貌，发现各管端腐蚀试样均有大量的紫红色腐蚀产物附着 ，颜色较深；而各管内腐蚀试样腐蚀产物附着较少，颜色较浅，呈紫红色．各试样下部较上部腐蚀 多．
水流速度２．０ｍ／ｓ下的试样其腐蚀产物数量比对应的１．３ｍ／ｓ下的试样多，颜色也深 ．去除腐蚀产物后，管端腐蚀试样可见一些浅腐蚀痕迹，而管内试样无这种痕迹．４２ 定量比 较运行前后各试样的重量、失重及失重率列于表１．失重率是失重与原重之比．试样取自同一根黄 铜管，其内径相同，因此，没有用腐蚀速度，而是用失重率来比较管端冲刷腐蚀和管内腐蚀的腐蚀 不同．由表１可知，水流速度为２．０ｍ／ｓ时，管端腐蚀试样平均失重率为０．１７７２％，管 内腐蚀试样平均失重率为０．１２３７％，二者的比值为１．４３；水流速度为１．３ｍ／ｓ时， 这一比值为１．４０．由此可见，虽然水流速度不同，但管端腐蚀与管内腐蚀的失重率比极为接近 ，一个为１．４３，一个为１．４０．以上结果说明，不管水流速度大小如何，管端冲刷腐蚀总比 管内腐蚀严重．考虑到试样内径、壁厚相同，可以认为管端腐蚀平均失重率与管内腐蚀平均失重率 之比就代表其腐蚀速度之比．管端腐蚀速度较管内腐蚀速度大，管端腐蚀速度是管内腐蚀速度的１ ．４倍左右．形貌观察与此相符．由表１可知，水流速度为２．０ｍ／ｓ和１．３ｍ／ｓ时，管端 试样平均失重率分别为０．１７７２％和０．１１６７％，二者比值为１．５２，同样管内试样平 均失重率分别为０．１２３７％和０．０８３５％，二者比值为１．４８．以上结果说明，水流速 度愈大则腐蚀愈严重，而且管端腐蚀、管内腐蚀随流速增加而同步增加．随流速从１．３ｍ／ｓ增 加至２．０ｍ／ｓ，管端腐蚀速度增加１．５２倍，比管内腐蚀速度增加１．４８倍为高，说明， 水流速度对管端腐蚀的影响较对管内腐蚀的影响略大．管端腐蚀受机械冲击和电化学双重作用，属
冲刷腐蚀．水流在入口端产生湍流不仅直接引起对黄铜管管壁的机械冲击作用，而且，湍流增大了 砂粒冲击黄铜管管壁的入射角度和动能，并且，这种作用随水流速度的增加而增加．管内腐蚀受机 械冲击作用较小．因此管端的冲刷腐蚀速度较管内腐蚀速度高，且受水流速度影响大．表１ 运行 前后试样重量、失重、失重率流速ｍ／ｓ试样试样重量／ｇ运行前运行后失重／ｇ失重率（％）平 均失重率（％）２．０管端试样１１７６．１８０１１７５．８６３８０．３１６３０．１７９５ ２１７６．５４６６１７６．２３３９０．３１２７０．１７７１３１７７．５０６４１７７．１ ９５８０．３１０５０．１７５００．１７７２２．０管内试样４１１８．６０５７１１８．４４ ７４０．１５８３０．１３３５５１１６．０２１０１１５．８８２４０．１３８６０．１１９５ ６１１９．０３５８１１８．８９５２０．１４０６０．１１８１０．１２３７１．３管端试样７ １７８．５５３８１７８．３４２９０．２１０９０．１１８１８１７９．６５７８１７９．４４ ９８０．２０８００．１１５８９１７７．９９３４１７７．７８６７０．２０６７０．１１６１ ０．１１６７１．３管内试样１０１１２．３３４３１１２．２２８５０．１０５８０．０９４１ １１１１４．７７５４１１４．６９２００．０８３４０．０７２７１２１１３．８７７２１１３ ．７８１８０．０９５４０．０８３８０．０８３５５ 结 论（１）自制的凝汽器黄铜管冲刷腐 蚀模拟试验装置较好地模拟了实际腐蚀情况，获得了较满意的结果．（２）凝汽器黄铜管管端冲刷 腐蚀较管内腐蚀严重，管端冲刷腐蚀是管内腐蚀的１．４倍多．（３）黄铜管管端冲刷腐蚀和管内 腐蚀随水流速度的增加而增加，管端冲刷腐蚀的增加较管内腐蚀的增加略大．凝汽器黄铜管冲刷腐 蚀模拟试验装置及初步研究@王志武$武汉水利电力大学动力与机械工程学院!湖北武汉4300 72@李友军$武汉水利电力大学动力与机械工程学院!湖北武汉430072@李正刚$武汉水 利电力大学动力与机械工程学院!湖北武汉430072@桑金宏$武汉水利电力大学动力与机械工程学院!湖北武汉430072
凝汽器;黄铜;腐蚀自制了冲刷腐蚀模拟试验装置，对ＨＳｎ７０－１Ａ铜管进行了模拟试验，表明凝汽器黄铜管管端冲刷腐蚀较管内严重，是管内的１４倍．<1> 王杏卿.热力设备的腐蚀与防护< M> .北京:水利电力出版社,1988 .232 - 252 .
<2> 钱生保.局属火电厂凝结器铜管腐蚀情况的调查研究< J> .广西电力技术,1993 ,(4) :1 - 6 .
<3> 王志武.天津局属主要火电厂凝汽器铜管腐蚀情况的调查研究< J> .天津电力技术,1998 ,(2) :13 - 17 .现各管端腐蚀试样均有大量的紫红色腐蚀产物附着，颜色较深；而各管内腐蚀试样腐蚀产物附着较 少，颜色较浅，呈紫红色．各试样下部较上部腐蚀多．水流速度２．０ｍ／ｓ下的试样其腐蚀产物数量比对应的１．３ｍ／ｓ下的试样多，颜色也深．去除腐蚀
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