技術(shù)交流海濱電廠循環(huán)水泵泵軸陰極保護技術(shù)研究陳強,陳偉(湛江發(fā)電廠,廣東湛江524099)[摘要]為解決海濱電廠循環(huán)水泵軸套對軸的遮蔽效應(yīng),采用實驗室動態(tài)模擬方法對其進行了研究,并提出了在軸套上開孔的解決方案。在原有外加電流陰極保護系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(yīng);陰極保護[中圖分類號]TK264.1[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1002 - 3364 (2003)07 - 0072 - 03海濱電廠用海水作循環(huán)水。為了防腐,循環(huán)水泵下裝葉片,以電機帶動,通過-調(diào)頻器控制轉(zhuǎn)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)水泵實際運行轉(zhuǎn)速一致。軸套(遮蔽板)效果,陰極上各部位的電流密度應(yīng)盡可能相近。但由直徑108mm,長330mm,為碳鋼管。軸套與軸通過于泵的軸套與軸是套筒狀結(jié)構(gòu),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),因而輔助陽極施加的電流很汞電極,以便記錄軸的保護電位。實驗裝置見圖1(陰難達到泵軸,且電位也很難達到保護值，所以泵軸的腐陽極、遮蔽板間距及泵軸尺寸按實際泵尺寸縮小5蝕較嚴(yán)重。對此進行了實驗室模擬試驗,獲得了軸套倍)。軸套采用有孔和無孔2種,同時在軸套上開直徑對泵軸遮蔽的相關(guān)數(shù)據(jù)。提出方案并加以實施,使泵大小不等的孔,以便獲得此條件下的陰極極化曲線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實驗室模擬試驗己21.1 試驗方法3針對“遮蔽效應(yīng)”,考慮到電流的分散能力,效仿電-E=-===3(==-==_=鍍理論中赫爾槽實驗[21,在800 mmX 500 mmX 600mm長方體的電解槽中放入海水，模擬軸套對軸的遮蔽效應(yīng)。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200 mm)做輔助陽極,飽和甘汞電極做參軸套(遮蔽板)5-葉片6-鉑鈮絲(輔助陽極)比電極。陰陽極相距210mm,陰極與遮蔽板距離中國煤化工置66 mm。泵軸直徑30 mm,長500 mm,為45號鋼棒，MYHCNMHG收稿日期:2002- 09- 09作者簡介:陳強.男,湛江發(fā)電廠設(shè)備部高級點檢員.工程師。四擲方數(shù)據(jù)●2003(7)技術(shù)交流I電極反應(yīng)如下:- 600軸套|陽極反應(yīng):2CI- - 2e→Cl2(1)-0軸陰極反應(yīng): 2H2O+O2 +4e→4OH(2)900起-12001.2 結(jié)果與討論1.2.1軸套末開孔狀態(tài)- 150022.22.42.62.83在模擬裝置靜態(tài)環(huán)境中做軸套內(nèi)外恒槽壓極化試槽壓/V驗。電位穩(wěn)定后,兩者只有40 mV的電位差,此時開圖4軸套未開孔內(nèi)外 保護電位與槽壓的關(guān)系動電機,在軸轉(zhuǎn)速370r/min時測得軸套內(nèi)、外電位隨時間變化曲線見圖2。在槽壓升高的情況下，軸套外電位逐漸降低,近似直線，而軸套內(nèi)電位即軸的電位,在槽壓升高初期變化幅300 p度很小，說明軸套對軸的遮蔽效果較大,而在槽壓進-步升高時，極化電位急劇下降,說明進-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(見圖5)。- 120000200400500- 400時間/min-600圖2軸套內(nèi)外電位隨時間的變化目-800由圖2可見,從軸開始旋轉(zhuǎn)起,軸套內(nèi)外電位均向中- 1000正方向移動,但軸套內(nèi)電位上升較快,軸套外則變化較- 1200 t慢。40 min后,漸趨穩(wěn)定,兩者電位差由靜態(tài)時相差- 14005015:00 250只有40 mV擴大到300 mV,說明動態(tài)狀況下,遮蔽效電流/mA應(yīng)較明顯。在此情況下電流隨時間的變化曲線見圖圖5軸套未開孔電 位與電流的關(guān)系3。試驗所用的軸和軸套內(nèi)沒有涂層，軸套外有涂層。70 r60軸與軸套長度均為0.33 m;軸與軸套的內(nèi)、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(shè)計值取計算值的2倍,為50 mA,則設(shè)計10施加的電流密度為0.2A/m2。然而在試驗中，當(dāng)軸的100電位達到一850 mV時,即軸達到保護時,所需保護電流是150 mA,此時保護電流密度為0.617 A/m2 ,大大圖3軸套極化電流隨時間的變化超過設(shè)計值。由圖3可見，在恒槽壓情況下,極化電流隨時間延1.2.2軸 套開孔狀態(tài)在軸套上開4個直徑為18mm的小孔,開孔面積長逐漸升高,這與現(xiàn)場實際情況相符,其原因是碳刷轉(zhuǎn).約占總面積的1%。為保證水能從底部提升到軸的上動后電阻減小,有利于保護電流的施加。為了在動態(tài)環(huán)境中使軸套內(nèi)外都能獲得保護,需部,孔開在葉片之上和液面以下,上下各2個,對稱分增大保護電流,為此做了不同槽壓下軸及軸套的極化布。試驗結(jié)果見圖圖7中國煤化工，V時,軸的保護電位由試驗,極化曲線見圖4。YHC NMH G_由圖4可以看到，軸套內(nèi)外保護電位都隨槽壓的為一870，以仙心到個。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,說明開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，所需保護電流120熱力發(fā)電●2003(7)]正技術(shù)交流行現(xiàn)場測量,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(shù)據(jù)看,保護效果良好。鑒于此,湛江電廠已計劃對1~6號循環(huán)水泵進行同樣的改造。- 1300- 14501.8 22.2 2.4 2.6 2.83結(jié)論槽壓/V圖6軸套開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(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境中,單純增大保護電流難以達到較好的保護效果。采用軸套開孔的方案，- 750不需增加多少電流,軸即達到保護狀態(tài),說明軸套開孔- 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)在濱海電廠防腐上圖7軸套開孔保護電位與電流的關(guān)系的應(yīng)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(xù)增加開孔數(shù)量,當(dāng)開孔個數(shù)達到12個,即開社,1987:36 - 50.孔面積達到軸套(內(nèi)接管)總面積的3%時,軸套與軸3] 魏寶明.金屬腐蝕理論及應(yīng)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泵軸保護的實施2002 年3月,在湛江電廠7、8 號72LKSA-21型.循環(huán)水泵上采用了，上述研究結(jié)果。結(jié)合現(xiàn)場的實際情況,將軸套開孔面積設(shè)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2.628m,開d32 mm孔,共33層,每層8孔,共開孔264個;第2現(xiàn)余少量200公1900年(熱力發(fā)段總長度4.125 m,開孔54層,開孔432個;第3段長電》雜志精裝合訂本，擬按每本50元度2.66 m,開孔30層,共開孔240個。3層總計開孔收取部分工本費一年金本)需要者936個，開孔總面積為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 ,開孔率為8. 3%。系。電話:200210217傳真029循環(huán)水泵軸套開孔運行后,經(jīng)現(xiàn)場測量,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個月后,再次進MHCNMHG④擲方數(shù)據(jù)●2003(7)