某600 MW机组凝汽器管设计材质为S31708不锈钢管。近期停机检修，由于凝汽器管结垢，采用高压冲洗机对凝汽器水侧进行清洗，清洗后对凝汽器汽侧进行灌水查漏，出现大面积凝汽器管泄漏现象。抽取一根泄露严重的不锈钢管，可观察到2 m范围内多达5处点蚀穿孔。通过对不锈钢管材质、管样腐蚀部位的外观、循环水运行状况进行分析，并进一步采用环境扫描电镜^〔1〕（QUANTA-650型，美国FEI公司）和能谱仪^〔2〕（APOLLO-X型，美国EDAX公司）对腐蚀坑内的腐蚀产物进行分析，最终找到了腐蚀产生的原因。

凝汽器管已进行过高压水冲洗，水侧底部沉积物未完全清除。将发生腐蚀穿孔的部位加工为4个样品，分别为管样1、管样2、管样3、管样4。选取典型的管样1和管样2进行拍照检查，如图1所示。

由图1可看出，管样具有明显的点蚀特征。与电厂专业人员确认，该机组凝汽器不锈钢管不是无缝钢管，而是焊接钢管。从图1（a）、图1（c）可发现，水侧点蚀穿孔分布在不锈钢管的成型位置附近（焊接部位）。现场抽取一根泄漏严重的不锈钢管，截成约2 m长的管样，观察发现5处点蚀部位有4处发生在不锈钢管的成型位置，不锈钢管的加工质量对腐蚀造成影响。

进水室凝汽器管经过高压水枪冲洗后，除部分凝汽器管口外，凝汽器管板、管壁基本无附着物。拉筋和水室内壁可见明显黄色硬垢，最厚处约2 mm。现场进行汽侧查漏时，部分管口已被堵住，所用堵头材质为黄铜和橡胶，但仍见有明显水流沿管板流下。内壁防腐层局部有鼓包、破损现象。

对发生点蚀的凝汽器不锈钢管进行材质化学成分分析，结果如表1所示。

根据《发电厂凝汽器及辅机冷却器选材导则》（DL/T 712—2010）列出了常用不同排号的不锈钢管的化学成分对照，如表2所示。

该机组的凝汽器不锈钢管设计为S31708（06Cr19Ni13Mo3）。对比表1与表2可知，凝汽器管样1、管样2的化学成分中，Cr、Ni、Mo含量均不满足S31708的要求。不锈钢之所以耐蚀是因为Cr、Ni合金元素的存在，Cr和Ni均为热力学不够稳定但容易钝化的金属，它们会使不锈钢在氧化介质中形成一层致密的氧化膜，使其表面钝化，防止其与水中溶解氧发生电化学腐蚀，从而提高了其耐蚀性能^〔3〕。

对凝汽器水侧的硬垢取样进行成分分析，结果如表3所示。

由表3可知，垢样900 ℃灼烧减量为39.98%，灼烧后的固体物质中CaO达到87.20%，表明硬垢成分主要以碳酸钙为主。

电厂循环水采用敞开式循环冷却方式，补充水水源为城市中水，备用水源为水库水。补充水预处理方式为石灰混凝、加酸调节pH处理。循环水部分引出旁流，经石灰混凝加酸处理后返回循环水系统。循环水处理方式为加阻垢剂防止系统结垢，加杀菌剂控制微生物。机组近期循环水运行监测数据如表4所示。

表4数据显示，循环水的碱度、总硬度和Cl^-数据波动较大，未进行循环水动态模拟试验，运行参数处于失控状态。

管样1水侧电镜扫描结果如图2所示，对管样内部土黄色物质的能谱分析结果见表5。

能谱分析结果表明，其主要为金属氧化物，部分区域可能含有少量的聚合硫酸铁（来源于澄清池絮凝剂）。

管样2汽侧腐蚀坑电镜扫描结果如图3所示，管样2蚀坑处物质的能谱分析结果见表6。

能谱分析结果显示，管样2蚀坑处的物质为复杂的盐类物质或金属氧化物，且含有Cl和S，Cl的质量分数最高达18.22%。

管样3、管样4汽侧腐蚀坑电镜扫描结果分别如图4、图5所示，管样3、管样4蚀坑处物质的能谱分析结果分别见表7、表8。

能谱分析结果表明，蚀坑内主要有铁的腐蚀产物，部分盐类物质，腐蚀成分Cl和S，其中有部分合金成分缺失。

不锈钢管点蚀产生的因素较多，综合起来可以分为内因和外因两方面，包括环境因素和材料因素等。环境因素包括：腐蚀性物质；氧化剂；pH；温度；流速。材料因素包括：金属或合金本性；合金成分；表面氧化膜和表面状态；冷加工影响；热处理影响；显微组织影响。

点蚀萌生机理：（1）钝化膜缺陷部位的化学或物理不均匀性，导致局部吸附侵蚀性阴离子；（2）侵蚀性阴离子对缺陷部位的局部化学、活化作用，使其形成电化学腐蚀的阳极；（3）在有氧化剂存在的条件下，形成阴极反应，使阳极反应不断进行。点蚀与缝隙腐蚀均属于局部腐蚀，发生的危险性极大，仅从质量损失上难以判断其腐蚀行为。根据吸附膜理论，Cl^-具有更强的吸附性能，它在金属表面替代氧形成吸附点，这些吸附点区域就会形成小阳极、大阴极的催化腐蚀形态，蚀点及缝隙（阳极区）内富集了大量Cl^-，并与金属形成氯化物。氯化物水解会生成HCl和金属阳离子，为了平衡电荷浓度，水中更多的阴离子会不断迁移过来，结果在局部区域内加速了腐蚀反应速度。由于阴、阳两极彼此分离，蚀孔或蚀缝内介质相对外部区域呈滞留状态，溶解的金属阳离子很难对外扩散，而水中的溶解氧则无法渗透至孔内，阳离子浓度不断增加，水中的Cl^-即会迁入阳极区以维持电中性，这在很小的区域内形成了浓度较高的金属氯化物溶液，并且不断浓缩，严重破坏了金属表面的平衡状态，这种小阳极、大阴极的电化学腐蚀状态会不断加速阳极极化反应，直至将金属蚀穿^〔4〕。

某机组凝汽器不锈钢管发生点蚀的原因如下：

（1）机组凝汽器管材设计为S31708，检测发现，凝汽器不锈钢管的材质不满足S31708要求，具有自钝化作用的合金成分Ni、Cr、Mo达不到对应牌号的指标要求，材质耐蚀性能和自我修复能力较差。

（2）抽取泄漏严重的不锈钢管，发现在约2 m的范围内，5处点蚀部位有4处发生在不锈钢管的成型位置，不锈钢管的加工质量对腐蚀造成影响。

（3）点蚀穿孔处存在腐蚀性成分Cl^-，其在蚀坑表面逐渐富集，在特定的环境下，超过了凝汽器材质耐受Cl^-的极限，发生点蚀，经逐步发展、深入，最终点蚀穿透。

（4）电厂未进行循环水动态模拟实验，循环水的碱度、总硬度和Cl^-数据波动较大，运行参数处于失控状态。凝汽器管的结垢，加速了垢下腐蚀的发生。