作为一个“电厂人”居然不知道FAC？
发布于：2021-10-08 15:42:37
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FAC，是流动加速腐蚀的简称，流动加速腐蚀是指碳钢和低合金钢管道内表面上的保护性氧化层溶解。脱氧水可在高温条件下在管道表面自然形成氧化铁，当碳钢管道和部件在含有低溶解氧的流动水或蒸汽水中降解时，FAC就会发生。FAC会导致管壁变薄，进而可能导致泄漏或破裂，从而对人员安全和电厂可靠性产生不利影响，是核电厂和化石燃料电厂的一个问题来源。
多年以来发生的多起事故引起了公用事业单位、美国电力研究协会（EPRI）等行业团体和监管机构的关注。1996年，美国职业安全与健康管理局（OSHA）发布了一份讨论给水管道系统中FAC的危害公告。全球研究人员已开展20多年的研究，致力于了解FAC的原因和预防方法。EPRI的研究表明，FAC是一个受许多变量影响的复杂过程，这些变量包括：• 钢的成分——主要是铬（Cr）、铜（Cu）和钼（Mo）等合金元素• 水流动变量——流体速度、直径、管件几何形状和上游影响实验室检测和工厂经验均表明，在上述变量中，材料成分对FAC 的影响最大。采用手持式 Niton XL5 Plus XRF 分析仪进行检查经大量数据证实，通过减少合金元素，特别是铬，可以大大降低FAC速率。由法国电力集团（Electricite de France）的Michel Bouchacourt 的研究表明，当痕量铬含量较高（大约 0.1% 以上）时，铬会通过取代反应形成氧化物结构 FeCr2O4，而这种结构的溶解度远低于碳钢管道中普通磁铁矿（Fe3O4）氧化层的溶解度。因此，检查FAC时需要密切监测痕量合金含量。此外，可以通过监测痕量合金含量来改进检查方案设计。例如，在检测管道时，如果铬含量充足，则在未来进行FAC检查时可以忽略该管道。成分数据还有助于实时监测，可以将成分数据输入EPRI CHECWORKS™ 软件，改进总体 FAC 数据模型。在应对FAC检查碳钢管道进行化学分析的过程中，由于需要探测含量极低的铬（大约0.02%），传统上通常通过锉屑进行实验室分析或采用火花源光发射光谱法检测，检测过程中存在诸多不便。赛默飞世尔Niton XL5 Plus手持光谱仪在制定 FAC 预防计划方面具有多项优势，手持式 X 射线荧光（XRF）技术经过多代改进，其检测限已经完全可以满足FAC检查，已成为FAC分析应用的一种理想方法。Niton XL5 Plus 手持式 XRF 分析仪纳入FAC 检查方案新型的Niton XL5 Plus 是一款又小又轻的高性能XRF金属分析仪。Niton XL5 Plus 重量轻，尺寸小，可以减轻操作员的疲劳感，可以一次检测更多的测试点。紧凑外形、功能强大的 5W X射线管和新型的硅漂移探测器技术可实现最高的性能和优秀轻元素灵敏度，可适用于FAC检测等高要求的应用。Niton XL5 Plus 可在要求苛刻的电厂中实现快速准确的元素分析。Niton XL5 Plus在核电和化石燃料发电行业具有以下重要优势：• 极高的化学成分和金属品级准确度，每次使用都能提供可信的结果• 出色的Cr、Cu和Mo痕量元素探测功能，可实现快速可靠的FAC检测• 尺寸小，重量轻，可提高在狭小场所进行检测，效率和性能更高，不会令操作员感到疲劳• 用户界面灵活，可启用自定义工作流程解决方案，针对FAC测量等具体应用轻松实现优化• 集成摄像头，能够对较小样品进行分析，可准确定位样品并捕捉图像Niton XL5 Plus 是行业领先的Niton品牌手持式XRF产品中新型号。具有低检测限、高准确度和最短的分析时间，特别是针对 Cr、Cu 和 Mo 等痕量元素。Niton XL5 Plus还具备性能强大、可靠性高、易于使用等特点。在确保表面清洁并清除污染物后，对标准物质和样品进行分析。样品制备和所用最短分析时间决定了数据的质量。碳钢是可能受到 FAC 危害最主要的合金，这种合金会在大气条件下发生氧化，进行 XRF 分析时，氧化层会影响读数的准确度。因此，为确保读数准确，必须去除所有腐蚀。除氧化以外，管道表面上往往还覆有漆料、润滑油或润滑脂等，漆料通常含有钛、锌或钙等可能影响分析结果的金属，同时，润滑脂可能含有钼及其他添加剂，也会影响检测结果。为获得准确的痕量元素读数，必须去除待分析区域内的所有表面污染物。图 1：分析钢中铬含量时 Niton XL5 Plus 分析仪的准确度图 1 显示了标准值与Niton XL5 Plus分析仪测量值的相关曲线。数据表明，实验室结果与 Niton XL5 Plus 结果高度一致（R2 > 0.99）。表 1 中的数据证实，分析低含量Cr、Cu 和 Mo 时，Niton XL5 Plus 具有出色的可重复性。进行该测试时，所用总测量时间为15秒。通过延长测量时间，可以进一步提高Cr测量的灵敏度和可重复性。分析低含量的Cr、Ni和Cu时，Niton XL5 Plus 具有出色的痕量元素精度和灵敏度。所得结果与实验室结果高度一致。只要样品经过适当制备，这款新型分析仪就能够可靠地检测出钢中0.01 %的Cr。通过延长测量时间，还可以获得更好的结果。表 1：分析碳钢中 Cr、Cu 和 Mo 含量时的准确度和可重复性（总测试时间为 15 秒）FAC检测时，低检测限和样品高通量都至关重要，从硬件、软件和行业经验，Niton可以针对最难以达到的分析要求提供理想解决方案。Niton XL5 Plus 具有更强大的痕量Cr、Cu和 Mo分析能力以及其他独特功能，是化石燃料电厂或核电厂制定FAC预防计划的理想工具。除FAC 测量以外，Nito XL5 Plus 还可以对发电行业中使用的各种合金品级进行快速全面的化学分析和品级鉴定，是电厂必不可少的实用工具。
