海濱電廠(chǎng)循環(huán)水泵泵軸陰極保護技術(shù)研究

技術(shù)交流海濱電廠(chǎng)循環(huán)水泵泵軸陰極保護技術(shù)研究陳強,陳偉(湛江發(fā)電廠(chǎng),廣東湛江524099)[摘要]為解決海濱電廠(chǎng)循環(huán)水泵軸套對軸的遮蔽效應,采用實(shí)驗室動(dòng)態(tài)模擬方法對其進(jìn)行了研究,并提出了在軸套上開(kāi)孔的解決方案。在原有外加電流陰極保護系統的基礎上,使泵軸獲得了較好的保護。[關(guān)鍵詞]循環(huán)水泵;軸;遮蔽效應;陰極保護[中圖分類(lèi)號]TK264.1[文獻標識碼]A[文章編號]1002 - 3364 (2003)07 - 0072 - 03海濱電廠(chǎng)用海水作循環(huán)水。為了防腐,循環(huán)水泵下裝葉片,以電機帶動(dòng),通過(guò)-調頻器控制轉速(370一般采用外加電流陰極保護凹。要想獲得較好的保護r/ min)與循環(huán)水泵實(shí)際運行轉速一致。軸套(遮蔽板)效果,陰極上各部位的電流密度應盡可能相近。但由直徑108mm,長(cháng)330mm,為碳鋼管。軸套與軸通過(guò)于泵的軸套與軸是套筒狀結構,軸套對泵軸的遮蔽作碳刷連接,保證電連接良好，并在碳鋼管上安裝飽和甘用較大,泵軸為碳鋼材質(zhì),因而輔助陽(yáng)極施加的電流很汞電極,以便記錄軸的保護電位。實(shí)驗裝置見(jiàn)圖1(陰難達到泵軸,且電位也很難達到保護值，所以泵軸的腐陽(yáng)極、遮蔽板間距及泵軸尺寸按實(shí)際泵尺寸縮小5蝕較嚴重。對此進(jìn)行了實(shí)驗室模擬試驗,獲得了軸套倍)。軸套采用有孔和無(wú)孔2種,同時(shí)在軸套上開(kāi)直徑對泵軸遮蔽的相關(guān)數據。提出方案并加以實(shí)施,使泵大小不等的孔,以便獲得此條件下的陰極極化曲線(xiàn)及軸獲得良好的保護。判斷軸套對電流分散能力的影響程度。1實(shí)驗室模擬試驗己21.1 試驗方法3針對“遮蔽效應”,考慮到電流的分散能力,效仿電-E=-===3(==-==_=鍍理論中赫爾槽實(shí)驗[21,在800 mmX 500 mmX 600mm長(cháng)方體的電解槽中放入海水，模擬軸套對軸的遮蔽效應。模擬試驗中用遮蔽板模擬軸套,陰極板模擬泵軸,遮蔽板和陰極板兩板平行放置,鉑鈮絲(直徑1-電機2-碳刷環(huán)3-泵軸(陰極板)d3 mm,長(cháng)200 mm)做輔助陽(yáng)極,飽和甘汞電極做參軸套(遮蔽板)5-葉片6-鉑鈮絲(輔助陽(yáng)極)比電極。陰陽(yáng)極相距210mm,陰極與遮蔽板距離中國煤化工置66 mm。泵軸直徑30 mm,長(cháng)500 mm,為45號鋼棒，MYHCNMHG收稿日期:2002- 09- 09作者簡(jiǎn)介:陳強.男,湛江發(fā)電廠(chǎng)設備部高級點(diǎn)檢員.工程師。四擲方數據●2003(7)技術(shù)交流I電極反應如下:- 600軸套|陽(yáng)極反應:2CI- - 2e→Cl2(1)-0軸陰極反應: 2H2O+O2 +4e→4OH(2)900起-12001.2 結果與討論1.2.1軸套末開(kāi)孔狀態(tài)- 150022.22.42.62.83在模擬裝置靜態(tài)環(huán)境中做軸套內外恒槽壓極化試槽壓/V驗。電位穩定后,兩者只有40 mV的電位差,此時(shí)開(kāi)圖4軸套未開(kāi)孔內外 保護電位與槽壓的關(guān)系動(dòng)電機,在軸轉速370r/min時(shí)測得軸套內、外電位隨時(shí)間變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。在槽壓升高的情況下，軸套外電位逐漸降低,近似直線(xiàn)，而軸套內電位即軸的電位,在槽壓升高初期變化幅300 p度很小，說(shuō)明軸套對軸的遮蔽效果較大,而在槽壓進(jìn)-步升高時(shí)，極化電位急劇下降,說(shuō)明進(jìn)-步提高槽壓，可以達到保護軸的目的。o一 。-900在同樣條件下測量了保護電流隨槽壓的關(guān)系(見(jiàn)圖5)。- 120000200400500- 400時(shí)間/min-600圖2軸套內外電位隨時(shí)間的變化目-800由圖2可見(jiàn),從軸開(kāi)始旋轉起,軸套內外電位均向中- 1000正方向移動(dòng),但軸套內電位上升較快,軸套外則變化較- 1200 t慢。40 min后,漸趨穩定,兩者電位差由靜態(tài)時(shí)相差- 14005015:00 250只有40 mV擴大到300 mV,說(shuō)明動(dòng)態(tài)狀況下,遮蔽效電流/mA應較明顯。在此情況下電流隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖圖5軸套未開(kāi)孔電 位與電流的關(guān)系3。試驗所用的軸和軸套內沒(méi)有涂層，軸套外有涂層。70 r60軸與軸套長(cháng)度均為0.33 m;軸與軸套的內、外徑分別后50為0.032 m,0.1 m和0.108 m;所需保護電流的計算40 -值分別為5.6mA.17mA和1.65mA,合計為3024.25 mA;設計值取計算值的2倍,為50 mA,則設計10施加的電流密度為0.2A/m2。然而在試驗中，當軸的100電位達到一850 mV時(shí),即軸達到保護時(shí),所需保護電流是150 mA,此時(shí)保護電流密度為0.617 A/m2 ,大大圖3軸套極化電流隨時(shí)間的變化超過(guò)設計值。由圖3可見(jiàn)，在恒槽壓情況下,極化電流隨時(shí)間延1.2.2軸 套開(kāi)孔狀態(tài)在軸套上開(kāi)4個(gè)直徑為18mm的小孔,開(kāi)孔面積長(cháng)逐漸升高,這與現場(chǎng)實(shí)際情況相符,其原因是碳刷轉.約占總面積的1%。為保證水能從底部提升到軸的上動(dòng)后電阻減小,有利于保護電流的施加。為了在動(dòng)態(tài)環(huán)境中使軸套內外都能獲得保護,需部,孔開(kāi)在葉片之上和液面以下,上下各2個(gè),對稱(chēng)分增大保護電流,為此做了不同槽壓下軸及軸套的極化布。試驗結果見(jiàn)圖圖7中國煤化工，V時(shí),軸的保護電位由試驗,極化曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。YHC NMH G_由圖4可以看到，軸套內外保護電位都隨槽壓的為一870，以仙心到個(gè)。與圖4相比,槽壓下降升高而逐漸降低,也即保護效果得到一定程度的提高。了0.2V,說(shuō)明開(kāi)孔可減小軸套對軸的遮蔽作用。由圖7可得,在軸達到保護時(shí)，所需保護電流120熱力發(fā)電●2003(7)]正技術(shù)交流行現場(chǎng)測量,7號泵保護電位分別為0.216 V和0.228+軸套00士軸V,8號泵為0.204 V和0.274 V,2臺泵輸出工作電壓均仍為9 V,輸出工作電流仍分別為18 A和19 A。從儀器上所測數據看,保護效果良好。鑒于此,湛江電廠(chǎng)已計劃對1~6號循環(huán)水泵進(jìn)行同樣的改造。- 1300- 14501.8 22.2 2.4 2.6 2.83結論槽壓/V圖6軸套開(kāi)孔保護電位隨槽壓的變化軸套對軸的遮蔽作用較明顯,為使軸達到保護,需增大保護電流,但在現場(chǎng)應用環(huán)境中,單純增大保護電流難以達到較好的保護效果。采用軸套開(kāi)孔的方案，- 750不需增加多少電流,軸即達到保護狀態(tài),說(shuō)明軸套開(kāi)孔- 900可有效降低軸套的遮蔽作用,使軸較易獲得良好的外- 1050加電流陰極保護。= 1200050100，15020025[參考文獻]電流/mA[1] 孟超. 田俊杰,龐其偉.陰極保護技術(shù)在濱海電廠(chǎng)防腐上圖7軸套開(kāi)孔保護電位與電流的關(guān)系的應用[J].腐蝕科學(xué)與防護技術(shù),2001.(13)(增刊):509- 510.mA,即電流密度為0.49 A/cm2[2] 王鴻建.電鍍工藝學(xué)[M].北京:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版繼續增加開(kāi)孔數量,當開(kāi)孔個(gè)數達到12個(gè),即開(kāi)社,1987:36 - 50.孔面積達到軸套(內接管)總面積的3%時(shí),軸套與軸3] 魏寶明.金屬腐蝕理論及應用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版的電位相差只有30mV,泵軸很容易得到保護。社,1984:224 - 228.[4] 胡士信.陰極保護工程手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1999:104- 121.2泵軸保護的實(shí)施2002 年3月,在湛江電廠(chǎng)7、8 號72LKSA-21型.循環(huán)水泵上采用了，上述研究結果。結合現場(chǎng)的實(shí)際情況,將軸套開(kāi)孔面積設計為總面積的8%,并在循環(huán)水泵上加裝軸接地裝置。具體情況如下:公告水泵軸套近10m,分3段,第1段總長(cháng)2.628m,開(kāi)d32 mm孔,共33層,每層8孔,共開(kāi)孔264個(gè);第2現余少量200公1900年(熱力發(fā)段總長(cháng)度4.125 m,開(kāi)孔54層,開(kāi)孔432個(gè);第3段長(cháng)電》雜志精裝合訂本，擬按每本50元度2.66 m,開(kāi)孔30層,共開(kāi)孔240個(gè)。3層總計開(kāi)孔收取部分工本費一年金本)需要者936個(gè)，開(kāi)孔總面積為0.75m2,而軸套總面積為從速與《熱力發(fā)電>雜志社張永潔聯(lián)9.03 m2 ,開(kāi)孔率為8. 3%。系。電話(huà):200210217傳真029循環(huán)水泵軸套開(kāi)孔運行后,經(jīng)現場(chǎng)測量,7號循環(huán)2323818水泵相對2支參比電極保護電位分別為0.196 V和0.22 V,8號泵為0.21 V和0.28 V,2臺泵輸出工作電壓均為9 V,輸出工作電流分別為18 A和19 A.2中國煤化工臺循環(huán)水泵均處于保護狀態(tài)。運行4個(gè)月后,再次進(jìn)MHCNMHG④擲方數據●2003(7)