鋼質(zhì)儲(chǔ)罐內(nèi)熱交換設(shè)備強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)
1. 概況
大連港一浴池鋼質(zhì)儲(chǔ)罐內(nèi)熱交換設(shè)備經(jīng)常受到嚴(yán)重的局部腐蝕而穿孔,造成蒸汽泄漏,設(shè)備破損,影響正常運(yùn)行。雖然使用10個(gè)月左右要對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換,但早期失效仍構(gòu)成威脅。
經(jīng)分析認(rèn)為,熱交換器在運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)蒸汽將自來(lái)水加熱至約70℃,之后補(bǔ)充冷水,每天大約用熱水250t。由于水介質(zhì)的作用和溫度的影響,設(shè)備運(yùn)行6-8個(gè)月就產(chǎn)生局部腐蝕穿孔,使管內(nèi)蒸汽外泄,造成水溫不均,水質(zhì)渾濁,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因此,迫切需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
2. 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
(1)最小保護(hù)電流密度(i保)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),本設(shè)計(jì)選擇的最小保護(hù)電流密度為180mA/m2。
(2)保護(hù)面積(S)熱交換器的保護(hù)面積為10m2。
(3)保護(hù)電流I=i保S=180*10=1.8A。
考慮到換熱設(shè)備與罐體為同一導(dǎo)體,通電后會(huì)有一部分電流散失,所以再乘以安全系數(shù)2,即I=1.8*2=3.6A。
(4)保護(hù)電位相對(duì)鋅參比電極其保護(hù)電位應(yīng)維持在250~50mV(相當(dāng)于CSE電極為-0.8~-1.15V)。
(5)陰極保護(hù)電源采用大連理工大學(xué)研制的D115型五路陰極保護(hù)電源。輸入電壓:交流220V;環(huán)境溫度:-30~50℃;輸出電壓DC:0~60V;輸出電流DC15A;額定功率:4kW。
(6)參比電極選用高純鋅作參比電極。
(7)輔助電極采用含鉻高硅改性陽(yáng)極,設(shè)計(jì)壽命大于6年。輔助陽(yáng)極均布在熱交換器管束周圍,以保證保護(hù)電位均勻分布。
3. 保護(hù)效果
強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)2個(gè)月后,測(cè)量2#和4#罐熱交換器的陰極保護(hù)電位與時(shí)間的關(guān)系曲線表明,在保護(hù)電流2.5A條件下,隨時(shí)間的延長(zhǎng),電極電位具有緩慢升高的趨勢(shì),最后基本穩(wěn)定在150~170mV(相對(duì)于高純鋅電極),處于最佳陰極保護(hù)電位范圍內(nèi)。
另外,觀察發(fā)現(xiàn),設(shè)備表面均勻覆蓋了一層非常薄的白色鈣鎂鹽沉積物,洗澡水清澈,從入孔可以清楚看到罐中換熱設(shè)備的狀況。由此可以表明,陰極保護(hù)設(shè)計(jì)合理,保護(hù)效果較好。
大連港一浴池鋼質(zhì)儲(chǔ)罐內(nèi)熱交換設(shè)備經(jīng)常受到嚴(yán)重的局部腐蝕而穿孔,造成蒸汽泄漏,設(shè)備破損,影響正常運(yùn)行。雖然使用10個(gè)月左右要對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換,但早期失效仍構(gòu)成威脅。
經(jīng)分析認(rèn)為,熱交換器在運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)蒸汽將自來(lái)水加熱至約70℃,之后補(bǔ)充冷水,每天大約用熱水250t。由于水介質(zhì)的作用和溫度的影響,設(shè)備運(yùn)行6-8個(gè)月就產(chǎn)生局部腐蝕穿孔,使管內(nèi)蒸汽外泄,造成水溫不均,水質(zhì)渾濁,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因此,迫切需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
2. 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
(1)最小保護(hù)電流密度(i保)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),本設(shè)計(jì)選擇的最小保護(hù)電流密度為180mA/m2。
(2)保護(hù)面積(S)熱交換器的保護(hù)面積為10m2。
(3)保護(hù)電流I=i保S=180*10=1.8A。
考慮到換熱設(shè)備與罐體為同一導(dǎo)體,通電后會(huì)有一部分電流散失,所以再乘以安全系數(shù)2,即I=1.8*2=3.6A。
(4)保護(hù)電位相對(duì)鋅參比電極其保護(hù)電位應(yīng)維持在250~50mV(相當(dāng)于CSE電極為-0.8~-1.15V)。
(5)陰極保護(hù)電源采用大連理工大學(xué)研制的D115型五路陰極保護(hù)電源。輸入電壓:交流220V;環(huán)境溫度:-30~50℃;輸出電壓DC:0~60V;輸出電流DC15A;額定功率:4kW。
(6)參比電極選用高純鋅作參比電極。
(7)輔助電極采用含鉻高硅改性陽(yáng)極,設(shè)計(jì)壽命大于6年。輔助陽(yáng)極均布在熱交換器管束周圍,以保證保護(hù)電位均勻分布。
3. 保護(hù)效果
強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)2個(gè)月后,測(cè)量2#和4#罐熱交換器的陰極保護(hù)電位與時(shí)間的關(guān)系曲線表明,在保護(hù)電流2.5A條件下,隨時(shí)間的延長(zhǎng),電極電位具有緩慢升高的趨勢(shì),最后基本穩(wěn)定在150~170mV(相對(duì)于高純鋅電極),處于最佳陰極保護(hù)電位范圍內(nèi)。
另外,觀察發(fā)現(xiàn),設(shè)備表面均勻覆蓋了一層非常薄的白色鈣鎂鹽沉積物,洗澡水清澈,從入孔可以清楚看到罐中換熱設(shè)備的狀況。由此可以表明,陰極保護(hù)設(shè)計(jì)合理,保護(hù)效果較好。
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