循环水泵外加电流阴极保护的应用探索

No.2 2014华北电力技术NORTH CHINA ELECTRIC POWER35循环水泵外加电流阴极保护的应用探索张晓东(广东大唐国际潮州发电有限责任公司,广东潮州515723)摘要:金属跟电解质溶液接触时,会发生原 电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种现象叫做电化学腐蚀,如能阻止这一电化学反应,就可以抑制金属的电化学腐蚀。外加电流阴极保护是对被保护金属结构提供直流阴极保护电流，迫使电流从阳极区流向被保护金属结构,使金属结构得到阴极极化,当极化到阴极区和阳极区的电位差为零时,腐蚀电流消失,从而抑制了腐蚀过程,达到保护金属结构的目的。关键词:阴极;腐蚀;极化;电位;抑制中图分类号:TK264. 1文献标识码:B文章编号:1003-9171(2014 )02-0035-03Application of Circulating Pump ImpressedCurrent Cathodic ProtectionZhang Xiao-dong( Guangdong Datang International Chaozhou Power Generation Co. Ld. ,Chaozhou 515723 ,China)Abstract: When metal contacts with electrolyte solution , the galvanic cell reaction will happen ,the active metal loseselectrons by oxidation , this phenomenon is called electrochemical corrosion. If this electrochemical reaction can beprevented，then the electrochemical corrosion of metals will be inhibited. Impressed current cathodic protection is toproteet the metal structure by providing DC current cathodic protection , forcing the current flow from anode area tothe protected metal structure and enable cathodic polarization of the metal structure. W hen the polarization potentialdifference between cathode and anode area is zero , the corrosion current disappeared , thus the corrosion is inhibited,achieving the purpose of metal structure protection.Key words : cathode ; corrosion ; polarization ;electric potential ;suppression0引言1外加电流阴极保护原理由于淡水资源的紧张,且火力发电厂需要大外加电流阴极保护是一种用于防止金属在量的循环冷却水,因此现在多数火力发电厂建于电介质(如海水)中腐蚀的电化学保护技术,其保滨海地区,采用海水作为循环冷却水,循环水泵护原理是原电池理论。即将被保护的金属作为是发电厂循环冷却水系统的“心脏”,置于海水环腐蚀电池的阴极(原电池的正极)而不受腐蚀,将境中。而海水是强电解质,对循环水泵具有很强较活泼金属(辅助阳极)作为腐蚀电池的阳极(原的腐蚀破坏作用,防腐是否有效不仅关系到设备电池的负极)而被腐蚀。而被保护的金属得到电的安全,而且直接影响经济损失。除采用耐海水子达到了保护的目的。钢材、内外部件表面涂层保护手段外,牺牲阳极外加电流阴极保护法是将外部交流电转变保护可以防止循环水泵外壁腐蚀,全部是被动保成低压直流电,把要保护的金属设备作为阴极，护,外加电流阴极保护可以防止循环水泵内壁、通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属轴及叶轮在海水中的腐蚀是唯--主动的、可监视结构物,大量电子被强制流向被保护的金属设的保护方法，是最经济和最有效的防腐措施,循备,使金属表而产计自中告由无)的积累,只要环水泵在海水中的腐蚀受到有效抑制，防止腐蚀外加足够强中国煤化工:的原电池电:dYHCNMHG的产生。流就不能被H达，从而仪病出时功排制,从而对.36华北电力技术NORTH CHINA ELECTRIC POWERNo.2 2014要保护的设备起到良好的保护效果。4循环水泵外加电流阴极保护布置2外加电流阴极保护评价广东大唐国际潮州发电有限责任公司循环.阴极保护效果--般以保护电位为评价标准,水泵外加电流阴极保护系统，采用KHV-铁和钢构筑物的阴极保护评价可采用下列任意4x40A/24V晶闸管恒电位仪，每台循环水泵安装一项或多项准则:8支YBNXQ型铂铌辅助阳极和2支CXXQ型锌(1)在施加阴极保护的情况下,测得构筑物/参比电极,以及一套轴接地装置。接线布置如.电解质电位为-850 mV(相对于铜/饱和硫酸铜参比电极)或更负。(2)在构筑物表面和与电解质接触的稳定的参比电极之间,阴极极化电位值最小100mV。这接线端子箱1。接线端子箱2--准则可以用于极化的建立过程或衰减过程。至直流电源"+"其他标准参比电极电压数值应按表1转换成相对于铜/饱和硫酸铜参比电极的数值。至直流电源“-至直流电源“E"表1电位测量相对 于饱和硫酸铜参比电极的转换V辅助阳极A7t参比电极C2相当于-0.85 v铜-辅助阳极A5辅助阳极A8金属饱和硫酸铜参比电极辅助阳极A3辅助阳极A6甘汞-0.776.加-0.074银-0.78加-0.07参比电极C1辅助阳极A4辅助阳极A12士工辅助阳极A2锌+0.25加-1.10图1循环水泵阴极 保护布置图3外加电流阴极保护构成晶闸管恒电位仪作用是把交流电转换为稳外加电流阴极保护系统由以下几部分组成:定的直流电,为整个系统提供能源,是系统的心(1)直流电源:在外加电流阴极保护系统中，脏。与直流电源正极相连接的外加电极称为辅需要有一个稳定的直流电源,以提供保护电流。助阳极,其作用是使电流从阳极经过海水达到被目前,广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。在保护循环水泵内壁、轴及叶轮。根据循环水泵工工程中广泛使用的恒电位仪主要有3类:可控硅作环境,采用 Zn参比电极,其作用是监测循环水恒电位仪、磁饱和恒电位仪和晶体管恒电位仪。泵所处的电位，同时向恒电位仪提供控制信号,晶体管恒电位仪由于输出平稳、无噪声、控制精使水泵始终处于保护电位范围之内。为保证轴度较高而被发电厂采用。和叶轮得到良好的保护,设置安装轴接地装置,(2)辅助阳极:辅助阳极的作用是将直流电由铜合金滑环、铜-石墨电刷组成，将电刷与泵壳源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属电连接,使轴和叶轮的电位与泵体- -致,接于直结构上。可作辅助阳极的材料有很多,如废钢流电源负极,达到避免腐蚀的目的。铁石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以实际中,必须确认恒电位仪正负极接线正及混合金属氧化物电极等。确。否则,不但起不到保护作用,反而加剧循环(3)参比电极:一种不极化电极,它具有稳定水泵的腐蚀。循环水泵阳极数量较多,每根阳极的氢标电位。参比电极的作用有两个:一方面用都为独立的电缆，因此设置了两个端子箱,端子于测量被保护结构物的电位,监测保护效果;另箱内多个阳极电缆再与主电缆连接。 辅助阳极-方面,为自动控制的恒电位仪提供控制信号,主电缆接在“A*"接线柱上;参比电极电缆接在以调节输出电流,使结构物总处于良好的保护状“CI,C2"接中国煤化工在“A”"接态。在工程中，常用的参比电极有铜/饱和硫酸线柱 上;在泵MHCNMHC一点测量铜、银/卤化银及锌参比电极等。地电缆接在“E按线仕工。.No.2 2014华北电力技术NORTH CHINA ELECTRIC POWER37值得说明的是“A~”与“E"是接于通电点几(2)观察电气仪表,记录输出电压、电流、通乎同一点(以电的概念解释就是同一点) ,但是必电点电位数值,与前次记录对照是否有变化,若须用单独接线,施工时应该相隔50 ~ 100 mm,避不相同,应查找原因,采取相应措施,以达到保护开电流涌人。因为“E"是整个仪器电路的地,这效果。个“地”必须建立在被保护物上,才能实现正确控(3)用恒电位仪或数字万用表测量循环水泵制,因此绝不能使用短线把“A一”与“E"接在保护电位值,保护电位范围为+0.25~0 V,根据.一起。测量电位结果来调整保护电流的大小，使泵体电位处于保护电位范围内。5外加电流阴极保护控制(4)测量各阳极电流值为0~5 A,各阳极电.外加电流阴极保护系统有两种基本的运行流应相差较小,有利于提高阳极利用率及保护效控制方式,即自动恒电位控制和手动恒电流果。通过分线箱可以方便地对每支阳极的工作控制。情况进行检测。手动恒电流方式,可以手动控制阳极电流的(5)轴接地装置定期检查,电刷与铜环接触大小,调整对循环水泵的保护程度,输出电流平部位应定期进行清理,电刷若接触不良时要调稳,运行稳定,易出现过保护,应加强检测。整,必要时需更换。自动恒电位方式,根据被保护设备的电位(6)电极(辅助阳极与参比电极)的维护,电值,自动调节电流的大小，受各种因素影响较大，极引线接头防水绝缘密封应完好,电缆做好防冲电流波动大,易过载跳闸,应加强检查。刷损坏的措施。建议大修时更换。无论采用哪种控制方式,都遵循以下原则:外加电流阴极保护是一项时间长而繁杂的(1)阳极输出电流增加,对水泵的保护程度工作,需不断地探索,不断地改进,以提高保护效增加，腐蚀程度减小。(2)随着阳极电流的增加,参比电极测量信7结论号将随之减小。试验表明,循环水泵在海水中的相对于Zn外加电流阴极保护因其电流电压连续可调,参比电极保护电位范围为+0.25~0 V。当参比安全可靠,操作维护简单而被电厂采用,可以使电极测量电位在此范围内,水泵处于良好的保护循环水泵获得最经济和有效的保护,在海水中的状态;当参比电极测量电位高于+0.25 V(相对腐蚀受到抑制,腐蚀电流无法产生,从而防止了Zn参比电极)时,水泵保护不足;当测量电位低于循环水泵的腐蚀。0 V时,水泵处于过保护状态,浪费电能并且可能参考文献引起内部涂层的脱落。通过广东大唐国际潮州发电有限责任公司[1]胡士信.阴极保护工程手册[M].北京:化学工业出版循环水泵外加电流阴极保护6年现场运行经验,社.1999:81 -121.[2]杨文治.电化学基础[M].北京:北京大学出版社，建议采用手动恒电流运行控制方法。1985 :253 -260.6外加电流阴极保护检查与检测[3]CB/T17005-1997,滨海设施外加电流阴极保护系统为保证循环水泵外加电流阴极保护正常运[S][4]HG/T 4078- -2009 ,阴极保护技术条件[S].行,电气设备应定期进行技术检查与检测。收稨日期:2013-12-02(1)检查各电气设备电路接触的牢固性,个作者简介:张晓东(1977-),男,助理工程师,现主要从事发电厂别元件是否有障碍。检查接阴极保护的电源导点检工作。(本文编辑 卢晓华)线,以及通电点的导线是否完好,接头是否牢固。欢迎投稿中国煤化工欢HCNM H G未养未杀未东.