碎石过滤器阴极保护系统异常原因

2013-02-14费克勋刘晓军

腐蚀与防护 2013年7期

费克勋，刘晓军

（苏州热工研究院，苏州215004）

国内某电站机组首轮大修期间，检查发现循环冷却水系统一个碎石过滤器CRF504FI表面大面积出现不同程度的锈蚀，见图1（a），（b）。与其余三个相同的碎石过滤器CRF501～503FI比较，其余三个表面均未见明显腐蚀，见图1（c），（d）。

碎石过滤器安装于与海水管道相连的筒体内，主要作用是在海水进入凝汽器前对海水中固体碎片进行过滤，防止固体碎征损伤和堵塞凝汽器传热管。碎石过滤器长期浸泡在腐蚀性极强的海水环境中，为抑制腐蚀，采用了牺牲阳极阴极保护。通过在过滤器上下各安装四只23kg铝合金牺牲阳极，牺牲阳极通过螺栓与筒体连接［1］。根据设备腐蚀情况，CRF504FI比CRF501～503FI腐蚀严重，现场采用手持式合金分析仪（DS2000型，Innov-X）分析，四个过滤器所采用的材料相同，因此初步判断L3CRF504FI牺牲阳极阴极保护系统存在故障，故对牺牲阳极阴极保护系统进行检查。

图1 碎石过滤器腐蚀情况

1 电连接性检查

采用万用表（FLUKE 289）对CRF504FI中牺牲阳极与筒体之间电阻、牺牲阳极与碎石过滤器本体（滤网）之间电阻进行测量，结果见表1。碎石过滤器下游四只牺牲阳极与筒体之间电阻为0.02～0.04Ω·cm，表明阳极与筒体连接良好。但阳极与碎石过滤器本体（滤网）之间电阻高达5.36～14.1Ω·cm，这表明阳极与碎石过滤器本体，筒体与碎石过滤器都没有良好连接。铝合金牺牲阳极阴极保护系统中有效驱动电压仅为0.3V，当连接电阻过高时，将会导致阴极保护电流无法输送到被保护物，不能达到腐蚀控制目的。

表1 CRF504FI牺牲阳极连接电阻测试

对CRF501～503FI中电连接性进行测量，各过滤器滤网与牺牲阳极之间电阻均保持在极小水平（0.01～0.05Ω·cm），所以得到良好的保护（见表2）。结合现场腐蚀情况，不良的电连接性是导致阴极保护系统失效，结构被腐蚀的根本原因。不良的电连接性不但会导致局部得不到保护电流继续腐蚀，更会造成因设备各处电位不等而造成杂散电流干扰腐蚀，起加速腐蚀。

表2 CRF501～503FI平均电阻测试

2 电连接性问题分析

图2为碎石过滤器结构图。由图2可见，过滤器本体与筒体之间接触位置为图中1，2，3和4四个位置。

图2 碎石过滤器结构图

图3 为图2中位置1连接结构局部放大图。在此处，碎石过滤器与筒体采用螺栓连接。筒体及螺栓孔内均衬有硬橡胶，因而此处筒体与碎石过滤器完全绝缘。

图3 位置1的连接结构图

图3 为图2中位置2处的驱动部件穿过筒体的结构图。与齿轮罩相连的钢管穿过筒体时，与筒体接触部位A为不锈钢，在部件A与管道之间存在氟橡胶O型圈，此处连接具有不确定性，根据每次安装情况不同，电连接性会存在很大差异，可能导通或者绝缘。

图4 位置2处驱动部件穿过筒体结构图

图2 中排污管3，4和5位置的结构图见图5。位置3为排污管穿过筒体位置，排污管通过螺栓与筒体直接相连，因此筒体与排污管之间电连接导通。位置4为支撑与筒体连接位置，支撑通过螺栓连接于筒体与排污管之间，因此支撑也与筒体之间电连接导通。

图5 排污管3，4和5位置结构图

位置5为反洗转子与排污管连接部位，局部连接结构如图6所示。排污管与轴承箱（电木）直接连接，螺栓分两种连接形式：a类连接中排污管只与电木轴承箱接触，不能形成电连接导通；b类连接除a类相同部分外，螺栓延伸部分与下部排污管相连。由图6（b）可见，螺栓与不锈钢轴承法兰相连，而不锈钢法兰与轴承之间存在氟橡胶O型圈，因此此处连同样接具有不确定性，根据每次安装情况不同，电连接性会存在很大差异，可能导通或者绝缘。