汽輪機的防腐劑和保護汽輪機元件的方法

2023-04-30 19:59:26

專利名稱：汽輪機的防腐劑和保護汽輪機元件的方法
技術領域：
本發明通常涉及汽輪機的防腐劑，尤其涉及一種新的汽輪機防腐劑和保護汽輪機元件的方法。
汽輪機元件習慣上用兩種基本防腐劑之一來保護或者是利用石油的衍生物如潤滑油，潤滑脂膏或者是利用象膠膜這樣堅硬的覆蓋層。一方面，膠膜長時間使用後會有裂紋，而失去其作為防腐劑的功效。另一方面，石油衍生物能「癒合」防腐劑薄膜面上的裂縫和劃痕，即使暫時有裂縫和劃痕，其也能保持作為防腐劑的作用。然而，由石油衍生物組成的防腐劑在安裝汽輪機元件之前必須將其從所塗的元件表面上全部除去，因為蒸汽發生器和汽輪機的供水系統中必須避免潤滑油、潤滑脂膏的實際濃度中所含的雜質，如，硫化物及重金屬。尤其在核動力發電廠中要考慮由於上述雜質的存在對蒸汽發生器的腐蝕。另外，由於汽輪機在運行前也許要放置一段時間，裝配沒塗有防腐劑的汽輪機是不理想的。汽輪機暴露在潮溼的空氣中會很快地被腐蝕。
由石油衍生物組成的汽輪機防腐劑的確具有能從其所塗元件上迅速除去的優點。但膠膜覆蓋層很難除去並且不能「癒合」其表面上形成的裂縫和劃痕。再有，膠膜覆蓋層防腐劑如果留在元件上，當冷凝子系統中採用拋光樹脂時，其可能被普通的冷凝拋光樹脂結合成特殊物質。
因而，本發明的基本目的是提供一種汽輪機防腐劑和保護汽輪機元件的方法，而其在應用中無上述防腐劑的缺點。
參照此目的，本發明屬於一種保護汽輪機元件的方法，其特徵在於胺聚合物與有效量的預選的有機溶劑相混合，調配所用的混合物粘度以在元件上塗一層有效保護元件的覆蓋層，並且在預定的時間後覆蓋層分解。
通常由於胺是與一般的蒸汽發生系統相關的化學物質的一部分，並且長鏈胺常用於汽相抑制劑，所以由胺聚合物(也叫做「聚胺」)組成的防腐劑比其石油衍生物和膠膜覆蓋層有很大優點。聚胺不但對蒸汽發生系統的整個化學過程無害，而且胺分解時產生的鹼性環境對於中和任何酸類是有好處的。
參照本發明的一個重要方面，聚胺的分子量選定在某一範圍，且其單體的碳原子數較低，它與選擇的溶劑混合而得到適用的粘度。然後，用普通的方法例如通過噴塗將混合物塗到元件上，並保持噴塗後的狀態。短時間後，溶劑從混合物中蒸發，留下聚胺保護元件。
參照本發明的另一個重要方面，在蒸汽發生器系統內即使元件被安裝或替換後，允許聚胺防腐劑保留在元件上。很明顯，這省略了在安裝或替換之前的清除步驟，滿足了減小蒸汽發生器系統停工期的目的，而且對蒸汽發生器系統的化學過程不構成影響，因為聚胺防腐劑在蒸汽存在的情況下能很好地分解。
參照本發明的第三個重要方面，用於汽輪機元件上的聚胺防腐劑的厚度可由改變所用的聚胺防腐劑的粘度來控制。這樣，薄層聚胺防腐劑對所塗元件能夠起到長期的保護作用，而厚層的聚胺防腐劑可以改進「自癒合」所要求的特性。
關於聚胺和其產生的方法的詳細資料在「高場有機化學」(第三版，1985年)3月刊的附錄B到J中「胺」一節中給予說明，在此可以作為參考。同樣在三月刊中也可以找到鏈的形成及枝化的詳細資料。
本發明通過以下詳細的說明將更加明顯。
汽輪機防腐劑和保護汽輪機元件的方法利用了胺聚合物或聚胺。要注意一個關鍵點，即本申請中通篇用了「汽輪機元件」術語，但本發明並不限於「汽輪機元件」上的應用。在此申請人認為所用的「汽輪機元件」術語是指用於蒸汽發生器系統的其它的任何未覆蓋的金屬元件，象核動力廠的鍋爐，水分離器、再熱器和其他應用水或蒸汽的熱交換元件。
根據本發明，選擇聚胺並且與有機溶劑以大約1∶1的比例混合調節混合物粘度使其易於塗於汽輪機元件表面上。任何聚胺都適用於本發明，最好是在無滷素存在下合成郯罰蛭彼鞀銜鍩崬偈乖礎Ｍ荼痙⒚髦灰皇鍬被薌粒綞紉彝椋⑶抑灰洳皇撬模梢嶽萌魏問實鋇撓謝薌痢Ｓ捎諡瞥傻鈉只欄林瀉興崬俳母矗虼司郯泛腿薌戀幕旌銜鎦斜匭氡苊獯嬖謁 選擇的聚胺最好是低分子量，也就是說最好在500-2000的範圍。因為低分子量的防腐劑不但有一個理想的應用特性，而且考慮到上述避免水基溶劑的同樣理由，它也不需要溶於水。分子量在500範圍內的防腐劑就性質上講真是流動的，便於在汽輪機上塗薄層(大約1密耳)。而分子量為20，000範圍內的防腐劑是相當粘稠的，便於在汽輪機上塗厚層(例如，大約3密耳)，並且促使「自癒合」防腐劑表面的裂縫和劃痕。另外，為了優化防腐劑的分解性質，選擇的聚胺的單體其碳原子數為2個至5個。
聚胺和溶劑混合達到一個適用的粘度之後，把混合物塗於元件上達到所需的厚度並且使其乾燥。溶劑相繼地從混合物中蒸發，留下的聚胺保護暴露在蒸汽環境中的元件。當安裝或替換元件時，不必在安裝或替換之前除去防腐劑，因為聚胺在蒸汽中一段時間後分解成無害的化合物，而不對蒸汽發生器系統的化學過程構成威脅。
只要滿足上述準則任何聚胺/溶劑的混合物都是適用的。以下的例子描述了本發明的聚胺防腐劑的最佳實施。
用基本純的1，2-二氯乙烷與氨縮合，化學計量生成支化叔聚胺的比率。在縮合過程中作為付產品產生的氯化氫要仔細地除去，例如用水洗萃取的方法將其除去。然後將生成的聚胺與合成的石腦油以大約1∶1的比例混合而生成一種適用的粘度。申請人所用的「合成石腦油」術語指的是基本上純的石腦油。製成的聚胺防腐劑的粘度即石腦油蒸發後汽輪機元件表面上剩餘的沉積物，不僅由胺聚合物單元的大小來控制而且還由沿聚合物鏈的支化程度來控制。可以用減少成鏈度和支化度的任何適用的方法，但是根據本發明的實施例，通過添加氯乙烷來有效地控制成鏈度和支化度，該氯乙烷僅在鏈端起反應，從而停止鏈的增長。
在起動蒸汽發生器系統時，上述的沉積物分解成氨1-羥基-2-氨基乙烷，乙二胺和乙二醇的混合物。其都不對蒸汽發生器系統構成危害。另外，如果聚胺防腐劑被普通的冷凝拋光樹脂結合，一種簡單的腐蝕性清洗(例如用氫氧化鈉)可以提高元件上被結合的聚胺的分解。由於上述聚胺防腐劑全部是合成化合物，其可以避免如硫化物和重金屬這樣的雜質對蒸汽發生器系統的有效運行所構成的危害。
上述胺的合成方法對本發明的應用不是關鍵。然而，最好不利用滷化物來合成聚胺。
本發明下面的例子描述了避免利用滷化物來合成胺的最佳方法。
用乙二醛和乙二胺進行還原胺化反應，二者的克分子比率在2.5∶1到3.5∶1的範圍內。為了保持高度支化，乙二醛和乙二胺最好比大約2.9∶1的克分子比率混合。為了控制鏈形成和支化的程度，把有效量的單官能團的醛(如乙醛)加入還原過程。在製成具有適用粘度的混合物前，生成的胺以大約1∶1的比例與合成石腦油混合。然後，利用例如噴塗方法把混合物噴於汽輪機元件上。一段時間後，石腦油蒸發，在元件表面上留下聚胺混合物。聚胺混和物大約在6個月之內分解。
權利要求
1.保護汙輪機元件的方法，其特徵在於胺聚合物與預選的有效量的有機溶劑混合，而調配所用混合物的濃度，使其在元件上形成一層有效的覆蓋層以保護元件並在預定的時間後所述的覆蓋層分解。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的預選溶劑基本上是無水的。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的預選溶劑為石腦油。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於形成於元件上的有效的覆蓋層厚度大約為0.025毫米。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的預定時間大約為6個月。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的覆蓋層能夠有效地自癒合裂縫和劃痕。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於有效的覆蓋層厚度大約為0.075毫米。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的有機溶劑基本上是無滷化物的化合物。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於胺聚合物基本上是無滷素的。
10.用於保護暴露於蒸汽中元件的防腐劑，其特徵在於聚胺的單體具有2到5個碳原子，所述的塗於元件上的胺的聚合物僅分解為許多無害的化合物，這些化合物產生一個鹼性的環境以中和蒸汽中的酸類。
11.根據權利要求10所述的防腐劑，其特徵在於利用有效量的石腦油來減少所述聚胺的粘度，使其達到適於噴塗所達量的胺聚合物的應用粘度。
12.根據權利要求10所述的汽輪機元件防腐劑，其特徵在於1，2-二氯乙烷和氨的縮合產物基本上是以化學計量比結合的。
13.汽輪機元件的防腐劑，其特徵在於在預定克分子比率的範圍內乙二醛和乙二胺相互結合，還原胺化生成胺聚合物。
14.根據權利要求13所述的防腐劑，其特徵在於所述的預定範圍是從2.5∶1到3.5∶1，加入有效量的石腦油以便調配所述還原胺化產物的應用粘度。
全文摘要
汽輪機防腐劑及保護汽輪機元件的方法包括把用有機溶劑混合調節其粘度的胺聚合物用於該類元件上。
文檔編號C08G12/00GK1034014SQ8810805
公開日1989年7月19日 申請日期1988年11月23日 優先權日1987年11月23日
發明者吉姆斯克斯多福·貝魯斯 申請人:西屋電氣公司