CN106191874A - 一种防止微观电偶腐蚀的方法及装置 - Google Patents

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方志刚
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刘云生
回志澎
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鞠剑峰
武兴伟
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

本发明公开了一种防止微观电偶腐蚀的方法及装置，属于海洋防腐蚀技术领域。该方法是在铜质入水管与钢质冷凝器、泵部件前端间连接铜离子过滤装置，含铜离子的海水流经铜离子过滤装置后，铜离子被铜离子过滤装置吸附或置换，进而避免产生电偶腐蚀现象。该装置为一根钢管，外围设备为入水管、出水管以及冷凝器；钢管的一端与入水管连接，钢管的另一端连接冷凝器的入水口，冷凝器的出水口连接出水管。本发明能够有效降低冷凝器、泵部件连接处钢质部件腐蚀的速率，保证了整套设备的长寿命运行。

Description

一种防止微观电偶腐蚀的方法及装置
技术领域
发明涉及海洋防腐蚀技术领域，具体涉及一种防止冷凝器、泵部件微观电偶腐蚀的方法及装置。
背景技术
发电厂及船舶上的海水管路大多采用紫铜或铜镍合金，但一些冷凝器、泵等设备的部件采用的是钢材质，为了防止铜质管路与钢质的设备部件发生电偶腐蚀，目前行业内都是在铜及铜合金海水管路和冷凝器、泵等设备的连接部位采用高绝缘法兰连接，通过绝缘的形式来阻止电偶腐蚀现象的产生，但通过工程实践来看这种措施收效甚微，仍然会导致钢质部件的过早腐蚀失效。
尽管铜合金管与泵或冷凝器等设备的连接采用了高绝缘性能的法兰盘，但这些设备的局部位置(距离连接处3-4米)由于铜及铜合金自身腐蚀产生的Cu2+会在下游的钢质件表面发生置换反应而沉积下来，从而在钢质件表面形成大量的微腐蚀电池。此外，海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用
综合以上因素，通过高绝缘法兰连接海水管路和冷凝器、泵等设备以绝缘的形式来避免微观电偶腐蚀是无法实现的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防止微观电偶腐蚀的方法及装置，能够有效降低冷凝器、泵部件连接处钢质部件腐蚀的速率，保证了整套设备的长寿命运行。
一种防止微观电偶腐蚀的方法，该方法是在铜质入水管与钢质冷凝器、泵部件前端间连接铜离子过滤装置，含铜离子的海水流经铜离子过滤装置后，铜离子被铜离子过滤装置吸附或置换，进而避免产生电偶腐蚀现象。
一种防止微观电偶腐蚀的装置，该装置为一根钢管，外围设备为入水管、出水管以及冷凝器；所述钢管的一端与入水管连接，钢管的另一端连接冷凝器的入水口，冷凝器的出水口连接出水管。
进一步地，该装置还包括一个切换阀和一根备用钢管，所述切换阀安装在入水管与钢管之间，所述备用钢管的两端分别连接切换阀和冷凝器的入水口相连，切换阀控制钢管和备用钢管中的一根与冷凝器的入水口连通。
进一步地，所述钢管的长度为3-4米。
有益效果：
1、本发明适用于发电厂及船舶上的海水管路和冷凝器、泵等设备的连接部位的微观电偶腐蚀，相对于以绝缘方式防止电偶腐蚀效果更显著和有效。
2、本发明的方法可有效降低冷凝器、泵部件连接处钢质部件腐蚀的速率，保证整套设备的长寿命运行。
3、本发明的装置采用了两根钢管，其中一个为备用钢管，若一根钢管被腐蚀失效后，通过切换阀切换到另一根钢管即可继续使用，以很小的代价换来冷凝器等设备寿命的延长。
4、本发明采用的装置结构简单、操作简便并且成本低廉。
5、本发明对钢管的材质没有要求，只有含铁基和铜基的钢管均能使用并能产生置换反应，进而使得装置便于选材和制造。
附图说明
图1为本发明防止微观电偶腐蚀装置的结构示意图
图2为铜合金管与0.3m长钢质部件的绝缘连接后管道中Cu2+浓度的分布仿真结果(曲线图)
图3为铜合金管与0.5m长钢质部件的绝缘连接后管道中Cu2+浓度的分布仿真结果(曲线图)
图4为铜合金管与5m长钢质部件的绝缘连接后管道中Cu2+浓度的分布仿真结果(曲线图)
图5为铜合金管与10m长钢质部件的绝缘连接后管道中Cu2+浓度的分布仿真结果(曲线图)
图6为铜合金管与钢质部件的绝缘连接后钢质管道腐蚀速度仿真结果(曲线图)
其中，1-入水管、2-切换阀、3-钢管、4-冷凝器、5-出水管。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种防止微观电偶腐蚀的装置，该装置包括切换阀2和两根钢管3，外围设备为入水管1、出水管5以及冷凝器4；入水管1与切换阀2相连，两根钢管3的两端同时分别连接切换阀以及冷凝器的入水口，切换阀控制两根钢管中的一根钢管与冷凝器的入水口连通，冷凝器的出水口与出水管相连。
为了便与研究，将冷凝器、泵中的钢质部件简化成一段直管，其中铜及铜合金管和钢质管部件间绝缘。利用计算机对铜离子的浓度进行仿真试验，选取4根不同长度的钢管与进行试验，四根钢管的长度依次为0.3m、0.5m、5m和10m，通过仿真数据可以看出，含有铜离子的海水流经钢质管路时，铜离子的浓度不断下降，尤其在合金管与钢管的连接界面附近，明显急剧下降，说明上游海水管路中过来的铜离子迅速在钢质管壁上发生了置换反应。
如图2-5所示，通过仿真计算，可以计算出在流速为3m/s条件下钢质管腐蚀速度随长度的变化曲线，坐标系的横轴为钢管的长度，纵轴为海水中铜离子浓度(摩尔/立方米)，由图2和图3可以看出，铜离子的浓度随着钢管长度的变化趋势为先增加后减小，在钢管的末端呈现急剧升高的趋势；从图3和4可以看出，在界面处附近，Cu2+浓度急剧下降，经过3-4m的长度后溶液中的绝大部分铜离子已消耗殆尽。
如图6所示，在铜合金管和钢质管部件连接面附近(钢质管长度为0米时)，腐蚀速度相当大，为0.73mm/y(毫米/年)，当钢质管长度达到3米时，其腐蚀速度显著降低，为0.52mm/y(毫米/年)，基本为纯海水冲刷造成的腐蚀速度。由此可见，采用3-4米长度的钢管为最佳选择，含铁基和铜基的钢管均适用于本装置中。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防止微观电偶腐蚀的方法，其特征在于，该方法是在铜质入水管与钢质冷凝器、泵部件前端间连接铜离子过滤装置，含铜离子的海水流经铜离子过滤装置后，铜离子被铜离子过滤装置吸附或置换，进而避免产生电偶腐蚀现象。
2.一种防止微观电偶腐蚀的装置，其特征在于，该装置为一根钢管，外围设备为入水管、出水管以及冷凝器；所述钢管的一端与入水管连接，钢管的另一端连接冷凝器的入水口，冷凝器的出水口连接出水管。
3.如权利要求2所述的防止微观电偶腐蚀的装置，其特征在于，该装置还包括一个切换阀和一根备用钢管，所述切换阀安装在入水管与钢管之间，所述备用钢管的两端分别连接切换阀和冷凝器的入水口相连，切换阀控制钢管和备用钢管中的一根与冷凝器的入水口连通。
4.如权利要求3所述的防止微观电偶腐蚀的装置，其特征在于，所述钢管的长度为3-4米。
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