摘要：針對湛江發(fā)電廠循環(huán)水泵的泵軸、軸頭和導葉體腐蝕較嚴重的情況，從理論上較詳細地分析了出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因，認為電屏蔽和保護電流不足使外加電流陰極保護系統(tǒng)起不到保護作用、相鄰部件因材質不同而出現(xiàn)電偶腐蝕、海水及夾帶泥砂引起的沖刷腐蝕等因素是造成泵軸、軸頭和導葉體腐蝕較嚴重的主要原因，同時介紹了湛江發(fā)電廠所采取的相應的腐蝕防護綜合治理辦法。
　　
　　海水是較強的腐蝕介質，對鋼鐵材料有很強的腐蝕性，由于設計或制造時忽視了海水腐蝕的影響，使得以海水作循環(huán)冷卻水的海濱發(fā)電廠的循環(huán)水泵腐蝕問題日益突出。
　　
　　目前，許多沿海發(fā)電廠循環(huán)水泵采用了涂料及外加電流陰極保護的措施，使腐蝕得到了一定程度的控制。本文主要介紹湛江發(fā)電廠所采取的防腐措施。
　　
　　1腐蝕概況
　　
　　湛江發(fā)電廠目前的裝機容量為4×300MW，以海水作循環(huán)冷卻水，8臺循環(huán)水泵均為長沙水泵廠生產(chǎn)的72LKSA-21型立式斜流泵，泵軸材質為45號鋼，軸套材質為1Cr18Ni9Ti，葉輪材質為ZG0Cr18Ni12Mo2，泵殼外接管和導葉體材質均為HT200Ni2Cr。1號、2號循環(huán)水泵1994年投運，3號、4號循環(huán)水泵1995年投運，5號、6號循環(huán)水泵1998年安裝，7號、8號循環(huán)水泵1999年底投運。出水段泵殼內壁采用外加電流陰極保護技術和防腐涂料進行防腐，進水段泵殼、泵殼外壁采用防腐鋅板和防腐涂料進行防腐，泵軸套內通入淡水作橡膠導軸承潤滑水。循環(huán)水泵的腐蝕問題主要有：
　　
　　a）泵殼內壁涂層基本完好，保護效果較為理想，但泵軸整體卻銹跡斑斑，伴有大面積蝕坑；
　　
　　b）葉輪與軸的聯(lián)接部位哈呋鎖環(huán)處軸頭部位腐蝕尤為嚴重，軸頭露出部位處于海水中，該部位基本被腐蝕完。1999年之前安裝和檢修的循環(huán)水泵，均存在這個問題，每次大修都需要更換下主軸；
　　
　　c）導葉體下部腐蝕較重，已碳化。
　　
　　2原因分析
　　
　　海水是較強的腐蝕性電解質溶液，具有較高的含鹽量和較強的導電性、生物活性，因此，金屬在海水中受到較強的腐蝕。實驗結果表明：鑄鐵和碳鋼在海水中的平均腐蝕速度為0.1～0.2mm/a，穿孔速度為平均腐蝕速度的5～7倍。
　　
　　實踐證明，對循環(huán)水泵來說，采用外加電流陰極保護系統(tǒng)進行防腐，泵殼內壁得到了較為有效的保護，但由于自身結構的原因，還存在一些腐蝕因素。
　　
　　2.1電屏蔽使得保護電流無法到達
　　
　　按照設計要求，循環(huán)水泵工作時，軸套內充以淡水，由于淡水腐蝕性弱，該情況下泵軸通常不會遭受嚴重腐蝕。但實際生產(chǎn)中，由于下軸承座的橡膠導軸承與泵軸套之間有0.6mm的間隙，葉輪出口海水從該間隙進入軸套內，這樣泵軸處于海水介質中必然會遭受嚴重的海水腐蝕。同時，由于內接管的電屏蔽作用，使得外加電流陰極保護系統(tǒng)的保護電流不能到達泵軸，即外加電流陰極保護系統(tǒng)對泵軸不能起到保護作用。
　　
　　2.2不同部件因材質不同而存在電偶腐蝕
　　
　　葉輪、軸套是不銹鋼材質，與碳鋼材質的泵軸（尤其是相連接的哈呋鎖環(huán)部位）在海水中相連接必然存在電位差。碳鋼在海水中的自然電位為－0.66～－0.59V，而不銹鋼的自然電位為－0.2～0.5V，其間存在高達400mV的電位差，因此存在著嚴重的電偶腐蝕，導致軸頭快速腐蝕。
　　
　　電位較高的金屬M1（如不銹鋼葉輪）在偶合前，其微陰極和微陽極的極化曲線相交于H點上，對應于腐蝕電位V1和自腐蝕電流I1；電位較低的金屬M2（如碳鋼泵軸）具有自腐蝕電位V2和自腐蝕電流I2。M1與M2在海水中接觸組成宏觀電偶時M2為陽極，它的腐蝕溶解提供了使M1進一步陰極極化的電流，得電偶電位Vg和電偶電流Ig（FK為總的陽極極化曲線）。此時，M1的腐蝕電流由I1減至I1′，M2的腐蝕電流由I2增至I2′，zui終結果導致M2的腐蝕加劇，同時M1得到保護。
　　
　　2.3海水及夾帶泥砂引起的沖刷腐蝕
　　
　　泵軸在海水中以371r/min的速度旋轉，海水從軸頭表面高速（約3m/s）通過，海水帶砂，存在沖刷腐蝕。當高流速海水中存在第二相（如泥砂或氣泡）時，會造成嚴重的局部（軸頭、導葉體）腐蝕，這是因為腐蝕電化學因素和流體力學因素協(xié)同作用加速該部位的腐蝕。
　　
　　2.4局部保護電流不足
　　
　　導葉體位置處于泵體的下半部，遠離外加電流陰極的安裝位置，使得外加電流不能很好地到達，同時此處的展開面積較大，而且靠近不銹鋼葉輪，也受到較強的電偶腐蝕，因此電流消耗很大，而設計時保護電流按均勻分布考慮，使得保護不足。
　　
　　3對策
　　
　　針對這些腐蝕問題，1999年以后，我們在完善原有的外加電流陰極保護系統(tǒng)的同時，在每次大修時，逐步對循環(huán)水泵進行了一些改良，對不同部位采取了相應的對策。
　　
　　3.1軸頭部位
　　
　　在泵的下部即吸入喇叭口管處增加2支輔助陽極，以從底部對導葉體和軸頭提供保護電流；為防止軸頭處受到海水夾雜泥砂的沖刷腐蝕，在軸頭加裝尼龍保護罩并在罩內注滿黃油。
　　
　　3.2導葉體
　　
　　在導葉體的每個葉片上安裝犧牲陽極。實踐證明三元合金的犧牲陽極在海水中的防腐效果良好。
　　
　　通過吸入喇叭口處增加的2支輔助陽極對導葉體提供更多的陰極保護電流。為了使導葉體內腔得到保護電流，加裝1支特制的內置式輔助陽極。
　　
　　為了減少外加電流系統(tǒng)和犧牲陽極的無謂消耗，對于泵殼內臂和導葉體等內部結構，均噴砂除銹加涂裝耐海水腐蝕的BW系列涂料，與陰極保護配套使用。
　　
　　3.3泵軸
　　
　　加裝軸接地裝置使泵軸和泵殼電連接良好，并在近10m長軸套上開936個直徑為32mm的孔，開孔面積占軸套表面積的8%，以減少泵軸電屏蔽作用，便于外加電流到達軸體，使泵軸得到保護，同時取消橡膠導軸承潤滑淡水。
　　
　　泵軸表面噴砂除銹加涂裝耐海水的BW系列涂料，與陰極保護配套使用。
　　
　　4治理效果
　　
　　1999年以后安裝和檢修的循環(huán)水泵均采取了上述綜合防腐治理措施，2001年底及2002年初，3號、4號、7號、8號循環(huán)水泵大修時檢查軸頭仍完好并保持原有金屬光澤，再未出現(xiàn)因軸頭腐蝕而更換下主軸的情況，泵軸、泵殼及導葉體等部件的腐蝕程度明顯減輕，同時每臺泵每年節(jié)約淡水43200t。
　　
　　5結束語
　　
　　在循環(huán)水泵的防腐問題上，湛江發(fā)電廠經(jīng)過幾年不斷的研究和反復的探索，腐蝕較嚴重的泵殼、導葉體、泵軸和軸頭等部件的防腐處理是有成效的，對其它海濱電廠海水循環(huán)水泵防腐治理工作具有很大的參考價值。