赵楠
大唐武安发电有限公司 河北省邯郸市 056000
摘要：叶片对于汽轮机而言，是其内部最精细、最重要的一个部件。汽轮机叶片的安全性与可靠性与汽轮机整机运行的安全与稳定性有着极大的关系。其运行状况对机组的影响十分大。如果叶片在运行的过程中出现腐蚀问题，就会导致机组出现振动，同时会影响机组的运行效率，如果该问题没有得到及时的处理，事故也会持续扩大，可能会造成整台机组损毁，造成的经济损失不可估量。因此我们需要及时对叶片腐蚀问题的造成原因进行调查，分析叶片腐蚀问题的规律，加以防范。
关键词：汽动给水泵、汽轮机、叶片、腐蚀、原因分析、预防
引言：给水泵是热力发电厂能耗消耗最高的一个辅助设备，同时也是比较重要的一个部件。为了有效降低给水泵的高能耗，我们通常会使用小型的汽轮机来辅助驱动，驱动的过程中容易出现过热度低的现象，形成湿蒸汽，会对小汽轮机叶片造成腐蚀影响。
1.小汽轮机叶片材质与制造工艺分析
为了提高汽轮机的运行效率，我们通常会采用不同参数的蒸汽，通过高转速运行的方式来满足汽轮机运行的要求。我们采用的转子材料为高强度的合金钢材料，其直径比较小，没有中心孔。正常运行中，转速可调范围比较广，因此转子上的叶片，一般都是使用的不调频叶片，选用也是马氏体型耐热不锈钢材质的叶片材料，该材质的叶片材料其热强性、减震性以及抗腐蚀性都比较好，第一到第九级叶片为直叶片，末端的两极叶片为扭叶片。叶根处采用的属外包双菌型的材料，在叶片的顶端出安装有相应的围带，围带与叶片之间用分组铆衔接起来。
2.汽动给水泵汽轮机叶片腐蚀的类型与原因分析
低温氧腐蚀及原因分析
汽轮机叶片在受到酸性物质腐蚀干扰之后，会漏出呈银灰色的钢铁基体，在与氧气接触之后，钢铁基体会受到腐蚀，呈现出砖红色。低温溶解氧腐蚀现象是一种由电化学腐蚀铁与氧气形成的电极，这两个电极会构成腐蚀原电池。腐蚀原电池中铁物质的电极电位，要比氧气的电极电位要低一些，因此，腐蚀原电池含有铁离子一端为阳极，容易遭到腐蚀，其反应式为：；含有氧离子的一端为阴极，其还原反应式为：。钢铁在受到腐蚀影响时，在表面会形成许多直径为1毫米到30毫米左右大小不等的小型鼓包，鼓包的表面颜色会有黄褐色逐渐转变为砖红色，次层会形成黑色的粉末物质，该物质为氧化铁。
酸腐蚀及原因分析
在汽轮机运行的过程中，蒸汽还会经历相变的过程，在汽轮机的后几级叶片上会附着一些凝结小水珠，最初时凝结而成的水滴，其中盐分含量较高，腐蚀性极强。蒸汽中含有多种盐类物质以及无机酸等，分布在汽、水当中，数量级在10-4以下，换而言之，这些盐类物质与无机酸更像是液化在其中的。因此汽轮机中形成的初凝水并不是纯净水，而是含有大量盐类成分的盐水。如果这些有盐类物质与酸性物质构成的初凝水没有及时与碱性物质进行中和，初凝水就会形成酸性甚至是高浓度的酸液，只有将初凝水带入到温度更低的区域才能使其被稀释掉。在低温环境下时二氧化碳的分配系数要远比氨的分配系数大，因此，如果水中同时存在二氧化碳和氨时，热量系统中汽、水发生相变的部分水和汽中二氧化碳与氨的含量也会随之发生改变。事实上，汽轮机中初凝水的酸碱值可能会有所下降，并携带氯离子、二氧化硫、以及氧气等物质，可以对叶片产生腐蚀影响，造成酸腐蚀。酸腐蚀主要作用与汽轮机后几级的叶片、隔板等零件上，受到腐蚀影响的零件其保护膜会遭受破坏，使其金属晶粒被暴露在表面，呈银灰色。
点腐蚀及 原因分析
初凝区位置是做容易受到点腐蚀干扰的，点腐蚀可以在汽轮机运行的过程中发生，也可以在汽轮机停运的过程中发生。初凝水中的盐类物质含量十分丰富，尤其是氯、氧化硫等，盐类物质是点腐蚀作用的主要介质。汽轮机在运行的过程中，负荷的改变会影响到初凝水，可能导致初凝水被蒸发浓缩，形成含盐量更好的盐水。如果该区域有粘附性的污垢附着在部件上，那么腐蚀影响就会加剧。
在汽轮机停运时，汽轮机内部的真空条件就会遭到破坏，空气中的氧气与二氧化碳也会进入到汽轮机中国，在潮湿环境条件下，点腐蚀的作用也会被加剧。
叶片的水滴磨蚀及原因分析
无机酸、无机酸盐在汽、水中的成分分配系数比较小，容易侵入到初凝水之中，因此，由汽轮机中配出的蒸汽，其中的杂质成分基本都会富集到湿分中，而氨咋汽水中的分配系数比较大，几乎会全部保留在蒸汽之中。甲酸、乙酸等物质虽然不会像无机酸等物质一样，在、汽、水中的分配系数不会贪大，但也会在小于1的情况下，融入到湿分之中。这样的湿分会导致形成酸碱值浓度较高的杂质。对末级叶片产生严重腐蚀影响。
3.汽动给水泵汽轮机叶片腐蚀问题干扰措施
汽轮机叶片在运作的过程中，介质会通过工作流通的方式，分布在不同区段的蒸汽中，蒸汽中所含盐类物质、氯、以及凝结水滴的量是不同的。因此在前三级的叶片，一般不会受到腐蚀影响，从第四级叶片开始，腐蚀问题影响力会越来越大，腐蚀是熊蒸汽湿度开始范围内的叶片材料开始的，叶片被腐蚀之后，弯曲交变强度也会受到极大的影响。小型汽轮机叶片腐蚀问题主要是由于汽轮机在启动冲车和正常运转状态时的工况，与大型汽轮机的蒸汽湿度相比而言要更湿一些，更容易受到酸腐蚀影响。如果汽轮机的汽水比例控制不当，尤其是氯离子含量超标时，不仅会非常容易导致主机受到腐蚀影响，并且小型汽轮机在面临该问题时，受到的腐蚀影响会更严重。针对汽动给水泵中小型汽轮机叶片腐蚀问题，可以采取以下措施：
提高蒸汽品质：
①在保证蒸汽纯度的同时根据机组的水化学工况,如果是亚临界汽包炉机组建议炉水采用低磷酸三钠和氢氧化钠处理氢氧化钠和磷酸三钠加药量一般按1 : 1控制并控制炉水电导率在8~10μS/cm;
②严格控制精处理混床的失效标准,避免树脂失效后释放氯离子进而进入蒸汽系统引起小机发生点腐蚀;
③定期使用离子色谱检测蒸汽和精处理出水痕量氯离子含量根据结果优化精处理树脂运行周期保证精处理出水水质进而能最大限度保证蒸汽纯度;④做好小机检修时的停运保护,避免在停运期间造成小机腐蚀;⑤利用机组检修机会具备条件时对大机和小机叶片进行检查,根据具体的检查结果及时调整相应的化学炉内处理。
采用新材料
①叶片表面采用加覆盖保护层等防护措施可以减缓腐蚀;
②在小机低压段过渡区及湿蒸汽区采用性能优异的叶片材料。
结束语：由于叶片腐蚀的过程相当复杂，如水汽中的有机物杂质的来源和它对热力系统的腐蚀影响;还有蒸汽在汽轮机内做功时蒸汽的汽温和压力会下降，当温度和压力下降至蒸汽的饱和温度以下时，水汽会发生相变。即第一液滴的形成以及液滴再次汽化后的含盐量的变化等，也会对系统腐蚀产生影响。这都要在以后的工作中不断地探索。
参考文献：
[1]徐世斌,黄伟.汽轮机叶片腐蚀水蚀原因分析及防范措施[J].中国设备工程,2019(15):108-110.
[2]朱宝,顾伟飞,孙永平,梅益铭,赵佳骏.一种基于样本大数据监测汽动给水泵组性能的方法[J/OL].中国电机工程学报:1-9[2020-08-20].https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.200833.
[3]王锋涛,王娜娜,常亮,朱志平,肖剑峰.汽轮机叶片用1Cr13钢在初凝水中的腐蚀特性[J].腐蚀与防护,2018,39(07):489-494.
[4]韩志远.汽动给水泵汽轮机叶片腐蚀原因分析与预防[J].材料保护,2018,51(07):129-132.
[5]董进.浅析汽轮机组的动静叶片腐蚀原因与预防措施[J].科技展望,2016,26(24):80.
[6]高强生,赵苏平.300MW汽轮机低压转子叶片腐蚀原因分析及对策[J].华电技术,2016,38(07):43-46+77.