耿文峰
【摘 要】介绍了 OB2-185E 型循环冷却水泵腐蚀形态，从结构、选材、工作环境等方面分析了腐蚀原因，提出了相应的防护措施。实践表明，采用处理措施后的冷却泵运行8个月后各部件状态良好，未发现有继续腐蚀现象。%The corrosion forms of OB2-185E circulating cooling pump in Tianwan Nuclear Power Station (TNPS) are introduced.The reasons of corrosion are analyzed from the aspects of structure,material-selection,working environment etc.The corresponding protection measures are proposed.The practice shows that all components are in good condition through 8 months of operation after treatment measures were adopted,no further corrosion phenomenon is found. 【期刊名称】《腐蚀与防护》
【年(卷),期】2014(000)010
【总页数】5页(P1040-1043,1047)
喷淋洗眼器【关键词】循泵;紧固件;腐蚀
【作 者】耿文峰
【作者单位】江苏核电有限公司，连云港 222000
【正文语种】中 文
【中图分类】TG172
1 田湾核电站海水系统简介
僧侣鞋田湾核电站的冷却水源是海水，取水头部在距电站现场约3km远的黄海连云港高公岛海域，通过引水涵洞将海水引到厂内。一回路冷却水通过场内的前池送到核岛，二回路的主辅冷却水通过涵洞送到常规岛。每台机组的设计冷却水用量为183 600m3／h。
田湾核电站由俄罗斯总体设计，工艺设备绝大多数由俄罗斯制造供应，涉及到海水介质或与海水接触的设备和部件均由俄方供应，这些设备主要包括：一回路的冷却水系统和冷却水机械净化系统；二回路的冷却水系统和冷却水机械净化系统（清污机和旋转滤网），主
冷却水系统（4台循环水泵和管道），辅助冷却水系统（5台海水泵和管道），凝汽器连通管，凝汽器及主冷却水抽真空系统以及系统内的热交换器和各种阀门等。
本工作介绍了田湾核电站、-二回路循环冷却水泵（以下简称循泵）的腐蚀情况及处理方案。
2 海水介质指标及循泵的主要参数和结构特点放线架
2.1 田湾核电站海水的主要指标
表1为田湾核电站取水区域海水的几项主要技术指标。此外，取水区域属淤泥质海滩，沿岸水体含沙主要源于黄河入海扩散所堆积的较深厚的粉沙质粘土沉积，中值粒径0.001～0.004mm，经常年观测，沿岸水体含沙量年平均为0.24kg／m3，海水年平均温度14.8℃，年平均盐度29.3‰。
表1 田湾核电站海水的主要指标Tab.1 Main indexes for seawater of TNPS指标名称盐分／‰离子浓度／（mg·dm-3）Cl-SO42-Na＋Mg 2＋ pH 密度／（kg·m-3）温度／℃设计值30.5 14 250 2 550 7 840 1 240 8.05 1 020～1 040-实际值29.3 17 410 2 250 7 955 1 18
0 7.82 4～33 -2～31.5
智能点菜系统2.2 循泵的主要技术指标及运行特点
田湾核电站循泵是俄产OB2-185E型立式双速轴流离心泵，主要技术指标如下：流量9.8～12.3m3／s（35 280～44 280m3／h），转 速247～297r／min，功 率1 200／1 900W，扬 程9.7～12.5m，额定工况下允许气蚀量不大于10m，极限工况下允许气蚀量不大于13.5m。泵组参照俄国标ГОСТ27.003设计，建议运行环境为ГОСТ15150Ⅳ型气候条件，其主要功能是向汽轮机凝汽器提供足够数量的冷却水，将从汽轮机低压缸做完功的乏蒸汽冷却成凝结水，再次参与汽水循环过程，维持机组的不间断运行。
在海水温度低于15℃情况下，循泵采取低速运行方式（248r／min），可降低泵组耗电量，提供机组经济效率；在高于此温度时转高速运行（297r／min），以保证冷却能力，维持凝汽器真空度。
2.3 循泵的结构特点
数据线接头田湾核电站循泵的结构为固定叶片双速涡轮管筒式轴流泵，泵体结构示意图见图1。泵轴垂
直，下部是主叶轮，海水通过泵体从-10m提升到2m，进入汽轮机凝汽器水室。泵轴由上、下两对轴承定位。上、下轴承区的位置和结构直接影响泵轴及相关部件的磨损和腐蚀。上轴承区安装在泵体上部的管筒上，布置有密封填料室、上轴承和分离器。所有部件都是半圆柱体结构，由螺栓紧固件连接。密封填料采用石棉／石墨材料的盘根。轴承为瓦片式橡胶，海水作为其冷却和润滑介质利用压差沿橡胶瓦的纵向沟槽自下向上流动，对橡胶瓦进行润滑和冷却，最后经水室的溢流孔排出。下轴承区在泵体内部，由分离器、辅助叶轮、下轴承等部件构成，大部分结构与上轴承区相同。与上轴承区不同的是，下轴承区分离器安装在泵轴上，并且增加了固定在泵轴上的辅助叶轮。 图1 泵体结构示意图Fig.1 Sketch map of pump body structure
辅助叶轮的作用是利用海水中的泥沙与海水的比重差，通过旋转产生的不同离心力将泥沙分离出去。同时，利用辅助叶轮室产生的正压，迫使较干净的海水自上而下沿橡胶瓦的沟槽流动，起到冷却和润滑作用。
下轴承区的所有部件均布置在一个导流罩内，导流罩内外通过下部开口和侧面开孔相通，这些开孔是辅助叶轮分离泥沙的通道。主叶轮安装在导流罩下部主叶轮室部分泵轴的末端，
由销钉定位，螺栓连接。
在循泵的入口管和出口管上分别布置有6个铝合金材质的牺牲阳极块，用于保护泵体，避免泵体腐蚀。此外，在下导向轴承区还设计有环状铁牺牲阳极，目的是保护循泵壳体内部下轴承区部件避免海水腐蚀。
2.4 循泵部件的材料
设计时OB2-185E型循泵主要部件都选用较耐海水腐蚀的不锈钢。表2列出了主要部件的选材，为了便于比对，表中同时列出了对应的中国和美国牌号。从表2可以看出制造厂选材的特点，不锈钢都选用含碳量高、钛稳定化的钢种，这种系列的不锈钢目前在西方很少使用，在中国的应用也在逐渐减少。其主要问题是容易形成氮化钛夹杂，影响加工性能和耐蚀性。紧固件并没有选用在海水中耐蚀性较好的奥氏体不锈钢，螺栓是马氏体不锈钢09Cr16Ni4Nb，螺母是高温合金钢12Cr15Ni35W3Ti。在中国09Cr16Ni4Nb归于沉淀硬化不锈钢，其性能与回火温度密切相关，强度高于奥氏体不锈钢。12Cr15Ni35W3Ti的强度低于马氏体不锈钢。
表2 循泵零部件材料表Tab.2 List of spare parts and materials of circulating cooling water pump部件 俄罗斯 中国（近似） AISI（参考）泵轴10X17H13M3T 10Cr17Ni13M03Ti 316Ti主叶轮 12X18H12M3TЛZG12Cr18Ni12Mo3Ti 316Ti叶轮室 12X18H12M3TЛZG12Cr18Ni12Mo3Ti 316Ti辅助叶轮 12X18H12M3TЛZG12Cr18Ni12Mo3Ti 316Ti泵体，进出口管 A3 Q235 M1015螺栓，螺钉，销钉 09X16H4Б 09Cr16Ni4Nb 17-4PH螺母 XH35BT 12Cr15Ni35W3Ti RA330垫片10X17H13M3T 10Cr17Ni13Mo3Ti 316Ti
3 腐蚀部件和腐蚀形态
在对海工系统进行普查时，发现循泵部分部件出现了腐蚀现象，腐蚀特征具有代表性。特别是泵壳体内的紧固件腐蚀情况尤为严重，已经对设备的安全运行构成威胁。
3.1 发生腐蚀的部件
全自动文具盒腐蚀主要发生在两类部件上：一类是泵轴，腐蚀集中在轴与其他结构形成缝隙的几个特定的部位；另一类是构成各类结构的紧固件。几乎所有的结构件，包括密封环、分离器、轴
承座和轴承都是通过紧固件连接形成的，而这些紧固件连同结构件一起浸在海水中，构成了腐蚀的必要条件。紧固件的类型有双头螺栓，单头螺钉，销钉和垫片等。而与流动海水接触的一些部件，例如，导流罩，主叶轮及其紧固件等没有出现严重的腐蚀，个别只有轻微腐蚀现象。
3.1.1 泵轴的腐蚀和形态
泵轴的腐蚀：腐蚀的区域主要在盘根填料区、导向轴承区、轴瓦边缘的水封区和盘根填料与轴瓦之间。腐蚀形态主要体现为表面剥蚀和点蚀，见图2。
图2 泵轴腐蚀情况Fig.2 Sketch map of pump body structure（a） gland packing area （b） bearing area
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