电化学腐蚀

电化学腐蚀

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电化学腐蚀就就是金属与电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。例如铁与氧,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁就是阳极,遭到腐蚀。特征就是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层就是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。

1基本介绍

2相关原理

3方程式

4现象危害

5解决办法

6电化学

7除氧方法

▪热力除氧

▪真空除氧

▪铁屑除氧

▪解吸除氧

▪树脂除氧

▪化学药剂除氧

基本介绍编辑

不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀就是电化学腐蚀最突出的例子。

我们知道,钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来,在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层

电解质溶液,它跟钢铁里的铁与少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁就是负极,碳就是正极。铁失去电子而被氧化、电化学腐蚀就是造成钢铁腐蚀的主要原因。

金属材料与电解质溶液接触, 通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应就是一种氧化还原反应。在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物就是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。

在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应与阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区与阴极区组成了腐蚀电池。

直接造成金属材料破坏的就是阳极反应,故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。

相关原理编辑

金属的腐蚀原理有多种,其中电化学腐蚀就是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气

电化学腐蚀

中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极,不叫正、负极)。

阳极上发生氧化反应,使阳极发生溶解,阴极上发生还原反应,一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要就是由于金属表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜,因而使空气中

,

,

等溶解在这层水膜中,形成电解质溶液,而浸泡在这层溶液中的金属又总就是不纯的,如工业用的钢铁,实际上就是合金,即除铁之外,还含有石墨、渗碳体(

)以及其它金属与杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。

方程式编辑

(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)

电化学腐蚀

负极(Fe):

正极(杂质):

电池反应:

由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。

(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)

负极(Fe):

正极:

总反应:

由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的被氧所氧化,生成脱水生成铁锈。

钢铁制品在大气中的腐蚀主要就是吸氧腐蚀。

析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

现象危害编辑

由于金属表面与铁垢之间的电位差异,从而引起金属的局部腐蚀,而且这种腐蚀一般就是坑蚀,主要发生在

腐蚀与发电量

水冷壁管有沉积物的下面,热负荷较高的位置。如喷燃器附近,炉管的向火侧等处,所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀,但腐蚀作用就是有限的,但有氧补充时,该腐蚀将会继续进行并加重。

危害性就是非常大的,一方面,它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。另一方面,由于停用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态,使机组启动与运行时,给水铁含量增大。不但加剧了炉管内铁垢的形成,也加剧了热力设备运行时的腐蚀。

解决办法编辑

必须执行GB/12145枣1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准;DL/561枣1995《火力发电厂水汽化学监督导则》,化学监督网要发挥监督作用。

腐蚀性的温泉

严格按启动阶段的水汽质量标准,控制启动后的水汽质量,不合格严禁升压、带负荷。

机组停备时间超过15天,应采用新的防腐技术。防止停用期间腐蚀。

彻底解决凝汽器溶解氧不合格问题。

投入自动加氨装置,保证给水pH的合格率。

严密监视#2机水冷壁结垢量的增长速度,在必要的时间安排化学清洗。

建议#2炉化学清洗后,在进行加氧联合处理。

电化学编辑

根据原电池正极不受腐蚀的原理,常在被保护的金属上连接比其更活泼的金属,活泼金属作为原电池的负极被腐蚀,被保护的金属作为正极受到了保护。例如在船舶底下吊一个锌块,可以保护船体的钢铁不受电化学腐蚀,而去腐蚀锌块。

除氧方法编辑

热力除氧

其原理就是根据气体溶解定律(亨利定律),任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温

发电中产生的腐蚀物

有关,温度越高,水蒸汽的分压越高,而其它气体的分压则越低,当水温升高至沸腾时,其它气体的分压为零,则溶解在水中的其它气体也就等于零。热力除氧曾就是广泛使用的除氧方式,但逐渐受到化学除氧等的有力挑战,特别就是热力除氧在10～35t/h的锅炉与2～6、5t/h 的锅炉及其它要求低温除氧的场合,热力除氧有其明显的局限性。它的特点就是除氧效果好,缺点就是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。所谓不好操作,就是因为使用条件苟刻,进水混合温度要求稳定在70～80℃,工作温度稳定在104～105℃,蒸汽压力稳定在0、02～0、03Mpa,条件波动除氧效果不佳,特别就是供热锅炉,随着天气冷暖的变化,锅炉负荷变化很大,这就给热力除氧带来很大困难,而化学除氧则不然,它只随给水量的变化调整加药量,操作非常方便。

真空除氧

其除氧原理与热力除氧基本相同,除氧器在低于大气压力下进行工作,利用压力降低时水的沸点也除低的特性,水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧,在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势,但大部分热力除氧的缺点仍存在,并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。