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钛管凝汽器腐蚀规律及可调式牺牲阳极阴极保护研究

作　者: 郭庆锟
导　师: 杜敏
学　校: 中国海洋大学
专　业: 应用化学
关键词: 电偶腐蚀可调式牺牲阳极阴极保护钙镁沉积层钛管凝汽器有限元计算
分类号: TM621
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

凝汽器是电厂循环冷却水系统中的关键设备,是汽轮发电机组最重要的辅助设备。其质量的好坏,对于确保电厂的安全、经济运行,乃至整个发电厂的热经济性和运行可靠性,具有十分重要的意义。近年来,由于对电力的需求越来越多,加上淡水资源的匮乏,大部分滨海电厂都致力于采用海水作为凝汽器的冷却水。由于钛具有优异的耐海水腐蚀性能,比强度高,综合性能好,用钛管和钛管板制造的凝汽器越来越多地应用于滨海电厂。但对于采用碳钢作为水室的钛管凝汽器,存在着钛/碳钢的电偶腐蚀倾向。一般采用涂装与牺牲阳极联合保护措施可以减轻这种电偶腐蚀效应,但是突出问题是要严格确保钛管板与碳钢水室连接处的电位适当,控制碳钢水室和钛管连接处的电位为—0.80V,电位过正则会对碳钢保护不足,而电位过负则会使得钛发生氢脆损伤。为了解决钛管板的析氢问题,本文提出了可调式牺牲阳极阴极保护的新思路,以同时控制碳钢水室和钛管分别处于其各自的保护电位,而且随时间和运行状况自行调整。为了实现可调式牺牲阳极阴极保护的开发,本文针对典型钛管凝汽器结构,研究钛管凝汽器系统的腐蚀类型、腐蚀机制及其影响因素和相互作用,并对本可调式牺牲阳极保护系统的可行性及保护效果做了验证,主要包括以下内容: 首先选择不同面积的碳钢和钛板组成电偶对,用失重法和测量电偶电流以及电偶电位的方法结合两种金属各自的极化行为,研究了钛/碳钢在面积比从1:1到面积比为1000:1范围在静止常温海水中的腐蚀规律;测定了面积比为1:1的电偶对在不同海水温度、不同海水流速条件下电偶对的电偶电流和电偶电位。根据碳钢和钛各自的极化曲线及其实验得出的电偶电流、电偶电位和各自失重速率研究了钛管凝汽器电偶腐蚀的腐蚀机制、影响因素及其相互作用。结果表明,电偶腐蚀中,作为阳极的碳钢的腐蚀速率随阴/阳极面积比、环境温度、海水流速的增大而增加,且阳极腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大有一个极限值。然后针对典型钛管凝汽器结构,设计了钛管凝汽器的水室模型,进行实验

全文目录

0 前言  10-12
1 文献综述  12-28
  1.1 电厂凝器汽的腐蚀及其保护现状  12-23
    1.1.1 电厂凝汽器管材的选择  12-13
    1.1.2 钛管凝汽器使用中的问题  13-22
    1.1.3 解决措施  22-23
  1.2 阴极保护及发展趋势  23-26
    1.2.1 阴极保护的分类及主要参数  23-25
    1.2.2 阴极保护的发展趋势  25-26
  1.3 本文研究内容  26-28
2 钛/碳钢电偶腐蚀规律的研究  28-42
  2.1 前言  28
  2.2 实验材料及实验方法  28-32
    2.2.1 实验材料  28-29
    2.2.2 试样  29
    2.2.3 实验介质  29
    2.2.4 试验方法及原理  29-31
    2.2.5 实验仪器设备  31
    2.2.6 实验过程  31-32
  2.3 实验结果及讨论  32-41
    2.3.1 两种材料的自腐蚀结果  32-34
    2.3.2 两种金属的极化曲线  34
    2.3.3 电偶实验结果讨论  34-41
  2.4 小结  41-42
3 可调式牺牲阳极阴极保护原理、设计思想及可行性分析  42-48
  3.1 可调式牺牲阳极阴极保护的原理  42
  3.2 连接处碳钢和钦的保护情况  42-47
    3.2.1 钛管内电位分布情况  42-46
    3.2.2 钛在不同电位下的吸氢情况  46
    3.2.3 碳钢在－0.80V条件下的受保护情况  46-47
  3.3 小结  47-48
4 可调式牺牲阳极阴极保护设计  48-71
  4.1 牺牲阳极保护设计  48-50
  4.2 可调式牺牲阳极阴极保护的试验装置及等效电路分析  50-54
    4.2.1 试验装置  50-53
    4.2.2 等效电路分析  53-54
  4.3 水室模型试验  54-55
    4.3.1 实验仪器  54
    4.3.2 试样及实验介质  54
    4.3.3 实验内容及操作  54-55
  4.4 实验结果及讨论  55-70
    4.4.1 水室模型连接点处保护电位的经时变化  55-57
    4.4.2 水室模型在阴极保护时的保护电流经时变化  57-60
    4.4.3 极化电阻、接水电阻、外加可变电阻及介质电阻间的关系  60-61
    4.4.4 水室模型阴极保护系统的数值计算验证  61-70
  4.5 小结  70-71
5 总结  71-72
参考文献  72-76
致谢  76

钛管凝汽器腐蚀规律及可调式牺牲阳极阴极保护研究

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