锅炉氧腐蚀预防
锅炉氧腐蚀预防
热水锅炉作为采暖热源具有节约能源、维修费用少、事故率低、安全可靠等优点，在北方被广泛应用。但是，热水锅炉普遍存在腐蚀的问题。锅炉的腐蚀有运行腐蚀和停用腐蚀两种，特别是停用腐蚀，其腐蚀速率是运行腐蚀的3-5倍。热水锅炉系统的停用腐蚀以及由此而引起的腐蚀产物结垢问题长期困扰着热力人，给热力行业带来了巨大的经济损失。
1、降低锅炉使用寿命
我国热水锅炉设计寿命为15年，由于腐蚀原因一般只能运行5～8年。
2、腐蚀造成泄漏
一般发生在严寒期，导致供热中断，会直接影响居民的正常生活。大规模的腐蚀损坏和局部腐蚀穿孔往往是由停用腐蚀引起的。实践证明，产生严重腐蚀的锅炉多是停炉期间形成，而在运行中又发展所造成的。热水采暖锅炉系统运行期一般为4～6个月，每年停运期6～8个月，而停用腐蚀主要是由氧腐蚀引起的，若在停运期间未做好保养，氧腐蚀将会加剧。
发生氧腐蚀后溃疡腐蚀坑
腐蚀对锅炉的安全经济运行构成了极大的威胁，已经受到各方面的重视。防止锅炉腐蚀，延长使用寿命，已成为锅炉管理的一个重要目标。
水中溶解氧的腐蚀能力随pH值的降低而增强。锅炉水pH值控制在10-12范围内，对于防止腐蚀最有利。在没有氧的情况下，腐蚀过程几乎停止。但是pH值也不能过高。当pH 值大于13时，容易将钢材表面的保护膜溶解，加快腐蚀速度。
专业人员在对现场检验和调查中发现，热水锅炉氧腐蚀的情况逐年增多，由于氧腐蚀造成的烟管及水冷壁管壁厚减薄、甚至烂穿的现象时有发生，腐蚀严重的投运两个采暖期后，全部烟管水侧布满了大小不等的腐蚀鼓包，除掉鼓包后，露出一个个溃疡状凹坑，坑径为4-10mm不等，坑深0.5-2.8mm，严重处用手锤敲击即击穿，不得不被迫更换全部烟管，损失严重。
下图为热水炉锅内烟管、锅筒、炉胆上的大量贝壳状鼓包，直径在10～30mm之间，鼓包外层为坚硬且附着性很强的黄褐色沉积物，刮开外层，中间为铁锈，最下层为黑色物质。
图1贝壳状鼓包
突显出的腐蚀坑分层颜色明显，层次分明，为典型的溶解氧腐蚀形态，即溃疡腐蚀。腐蚀坑深0.5～3.0mm，腐蚀严重处用尖锤轻按，即可将腐蚀坑处烟管穿透，见图2。
图2腐蚀坑处烟管穿透
1、造成上述锅炉氧腐蚀原因分析
该锅炉水处理方法为钠离子交换，无加药水处理。工人对锅炉水质标准不太了解，将锅炉防腐处理当作循环水防腐来处理。锅炉运行状况是白天运行夜晚停止，启停频繁，使大量溶解氧被带入锅内，促使腐蚀加剧。停炉期间锅炉也未采取防腐措施，锅炉热水系统漏水严重，造成了锅炉严重氧腐蚀事故。
2、氧腐蚀的原理
铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成腐蚀电池。铁的电极电位总是比氧的电极电位低，所以在铁氧腐蚀电池中，铁是阳极，遭到腐蚀。
反应式如下：Fe→Fe2++2e-,
氧为阴极，进行还原，反应式如下：O2+2H2O+4e→4OH－
在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素，这种腐蚀称为氧腐蚀。
3、氧腐蚀的特征是什么？
氧腐蚀的形态一般表现为：溃疡和小孔型的局部腐蚀，其腐蚀的产物表现为黄褐、黑色、砖红色不等。对金属的强度破坏非常严重。
铁受到溶解氧腐蚀后产生Fe2+，它在水中进行下列反应：
Fe2++2OH－→Fe(OH)2
Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O
在上述反应中，Fe(OH)2是不稳定的，使反应继续进行，最终产物主要是Fe(OH)3和Fe3O4。
4、发生氧腐蚀的部位
氧腐蚀是锅炉采暖系统常见的一种腐蚀。在运行和停运期间均可发生。其主要部位，首先是给水系统和省煤器，而且其腐蚀产物进入受热面中和循环水系统中，也会引起其他一些破坏。在系统停运期间由于防护不当，更是如此，不断造成设备及系统的破坏，其破坏程度越来越大，在金属表面形成许多小鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到红褐色不等，次层是黑色。当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑。
5、造成氧腐蚀的原因是什么？
(1)供暖水循环系统补水量过大
锅炉为居民供暖的管道很长，加之一些用户家中装设取用热水的水管，居民放水造成系统补水量过大，带入锅炉内的溶解氧也过多，由于溶解氧的存在，金属与锅水交界面会发生电化学腐蚀，氧浓度大的部位金属失去电子，发生氧化反应，溶解氧浓度越大，相应的电极电位越高，腐蚀越严重。为了防止溶解氧分布不均匀造成的浓度差腐蚀，必须进行加药水处理，调整系统水pH值在钝化区10-12之间。
一般说来，溶液的pH值越低，溶液与接触该溶液的金属越容易产生腐蚀，当有溶解氧存在时，pH值的改变对金属腐蚀影响更大。
pH值小于6时，腐蚀速度随pH值降低迅速增加；
pH值在6-10之间由含氧量的高低决定腐蚀速度的高低；
pH值为12时，铁的腐蚀速度受氧浓度影响不大，几乎为零。
由此可见锅炉正常运行时控制锅水pH值在10-12范围内，可使金属表面形成一层稳定的保护膜，造成阳极钝化，从而大大降低锅炉的氧腐蚀速度。
(2)给水未采取除氧措施
锅炉停炉期间未进行合理的保养，补水箱未作防腐处理，造成大量的铁锈进入锅水。由于水中的氧从高温炉水中不断析出，锅水流动速度慢不能及时将氧带走，大量氧附着在锅炉受热面上造成氧腐蚀。
6、防止采暖锅炉氧腐蚀的措施
(1)加防腐阻垢剂
控制锅水中pH值在10-12范围内，从而使金属表面形成一层致密的保护膜，可以避免或减少氧腐蚀的发生。
(2)严格控制补给水量
加强管理，切断造成水大量流失的源头，使补水量不超过系统总水容量的1%，从而降低锅水中的含氧量。
(3)选择具有除氧功能的防腐阻垢剂
给水除氧GB1576-2018《低压锅炉水质标准》中规定，热水炉额定功率大于或等于4.2MW 的锅炉尽量除氧，根据这一要求，宜选择具有除氧功能的防腐阻垢剂。
(4)合理布置排气装置
在热水系统中合理布置排气装置，有利于排除系统内的空气和由于加热从水中析出的氧气，从而减少氧腐蚀的发生。
(5)加强停炉保养工作和水箱的防腐处理
非供暖期每年近6-8个月的时间，在热水锅炉的管理中，还要加强停用期间的保养工作，如果保养不当对锅炉的损害是很大的，通常采用干燥剂法保养炉烟管和顶压湿保养炉管内部相结合进行锅炉保养。
(6)生产厂家源头控制
要求锅炉生产厂家设计热水锅炉时，选择合适的水循环速度，保证受热面得到可靠冷却，
并能及时带走产生的氧气，抑制氧腐蚀的产生。
高中化学《金属的腐蚀与防护》导学案+课时作业
第三单元金属的腐蚀与防护[明确学习目标] 1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。 一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生□01化学反应而腐蚀损耗的现象。其本质为金属原子□02失去电子被□03氧化的过程。 (2)分类 ①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生□04氧化还原反应而引起的腐蚀。 ②电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生□05原电池反应，使较活泼的金属□06失去电子被□07氧化而引起的腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2．钢铁的电化学腐蚀 (1)吸氧腐蚀 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在的少量碳单质形成了无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面。在这些原电池中，铁是□08负极，碳是□09正极，在两电极分别发生□10氧化反应、□11还原反应而导致钢铁腐蚀。 相应的电极反应式分别为 负极：□122Fe－4e－===2Fe2＋(□13氧化反应) 正极：□14O2＋2H2O＋4e－===4OH－(□15还原反应) 总反应：□162Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 上述电化学腐蚀过程中吸收氧气，因此称为吸氧腐蚀。 (2)析氢腐蚀 当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀”。 发生的电极反应式分别为
负极：□17Fe－2e－===Fe2＋(□18氧化反应) 正极：□192H＋＋2e－===H2↑(□20还原反应) 总反应：□21Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。 (3)铁锈的生成 吸氧腐蚀中生成的Fe(OH)2会进一步被O2氧化成 Fe(OH)3：□224Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈□23Fe2O3·n H2O。 析氢腐蚀中，随着H2的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，继而也会被空气中的O2氧化再脱水形成铁锈。 二、金属的电化学防护 1．电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理，被保护金属作□01正极，比被保护金属更活泼的金属作□02负极。此方法常用于保护海轮外壳及石油管道等。 (2)外加电流的阴极保护法 利用电解原理，外加直流电源，被保护的钢铁设备作□03阴极，惰性电极作□04阳极。此方法主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备腐蚀。 2．其他保护法 (1)加涂保护层：如采用在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等
锅炉垢下腐蚀机理
垢下腐蚀简介 1、定义 垢下腐蚀under-deposit corrosion：金属表面沉积物产生的腐蚀 2、腐蚀机理 一种特殊的局部腐蚀形态，其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响，使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制，造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别，空腔内介质pH值发生较大变化，形成阻塞电池腐蚀（Occude cell corrosion），尖端的电极电位下降，造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种，通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。 结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程，污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有：泥渣及粉尘砂粒，腐蚀产物，天然有机物群生物群体，一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积，冷却塔的污垢来自于以下几个方面：①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢。 微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物，微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物，微生物在冷却水系统中大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭。破坏环境，同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低，使效率迅速降低的水头损失增加，沉积在金属表面的菌类，会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产，造成经济损失。因此，微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类：有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类，藻类是低级的绿色植物，没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物，藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素，能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物，在循环冷却水系统，常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类，在循环冷却水池，冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份，金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用，酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2)，腐蚀产物主要是可溶性盐，这些盐类的水解使介质的酸性进一步增强，加速了金属的腐
浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策
编号：AQ-JS-02987 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策Discussion on oxygen corrosion of low pressure boiler and Its Countermeasures
浅谈低压锅炉氧腐蚀及其对策 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 本文就低压工业锅炉普遍存在，且较为严重的腐蚀——氧腐蚀，从理论上对其机理、特征及影响因素和发生过程加以阐述论证,并结合自己近年来进行锅炉检验的实际体会,提出防止对策，以期对锅炉的防腐有所帮助。 一、锅炉的氧腐蚀现状 近年来，随着南平市经济的发展，锅炉数量增加很快，总数已达1500台左右，从每年的定期检验情况看，由于不按GB1576—2001的要求进行除氧，不能有效地控制给水和锅水指标，锅炉自身结构的缺陷，运行方式不合理，锅炉保养跟不上等，导致锅炉受力部件的氧腐蚀现象很严重。据统计，不同程度的氧腐蚀锅炉台数约占总数的10%(尤以采暖热水锅炉的氧腐蚀最为严重)。在这10%的锅炉中，轻者使受力部件的壁厚减薄，降低了锅炉的使用寿命，重者使元件无法满足强度要求，需要修理或报废，更严重者达到了临
界爆炸的状态，直接威胁着人们的生命财产安全。就南平市来说典型例子如下：(1)某单位的DZL2—7蒸汽锅炉右集箱(φ159×6mm)中底部，在停炉检验时发现有—φ120mm的溃疡腐蚀，经铲除腐蚀物，发现剩余壁厚仅0.5mm。(2)某厂生产用锅炉DZL4—13，刚运行六年，因氧腐蚀问题，锅炉只能降压运行，无法满足要求而报废。 (3)某养殖场SZL4—1.25型蒸汽锅炉改热水锅炉，锅筒内壁大面积溃疡腐蚀，深度达3.0mm，锅内胀接管端溃疡腐蚀，管头剩余厚度仅0.5mm。 二、腐蚀的机理和特征 按机理，可把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。一般化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀伴有电流的产生。对锅炉受力元件来说，水侧以电化学腐蚀为主，火侧(或烟气侧)以化学腐蚀为主。氧腐蚀实际上是一种电化学腐蚀，其机理为：由于锅炉水是一种有极性的电解质，在水的极性分子的吸引下，钢材表面的一部分铁原子，开始移入炉水而成为带正电的铁离子，而钢材上保留多余的电子带负电荷。若铁离子不断进入锅水，则使钢板(管)上逐渐出现坑洞，产
材料腐蚀与防护作业：钛合金的激光表面处理技术
钛合金激光表面处理技术 Overview of laser surface treatment for titanium alloys 学院：研究生学院 专业班级：材料工程201204班 学号：2012168 学生姓名：麻明章 任课教师：张松（教授） 2013年
目录 引言 (1) 1 钛合金的腐蚀行为及机理 (1) 1.1 钛合金的应力腐蚀机理 (2) 1.2 钛合金的孔蚀和缝隙腐蚀机理 (2) 1.3 钛合金的接触腐蚀机理 (3) 2 钛合金激光表面改性 (3) 2.1 激光表面合金化 (3) 2.1.1 激光气相合金化 (4) 2.1.2 激光固相合金化 (4) 2.2 钛合金激光熔覆处理 (5) 2.3 钛合金激光熔凝处理 (5) 2.4 钛合金的脉冲激光沉积处理 (6) 3 钛合金激光表面处理存在的问题及解决措施 (7) 4 总结与展望 (8) 参考文献： (9)
钛合金的激光表面处理技术 引言：钛是20 世纪50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有相对密度小、强度高、抗氧化和腐蚀性能好等特点被广泛应用于航空航天领域，被誉为“太空金属”[1]；它又具有优异的抗腐蚀能力、无磁性等，是一种优秀的舰船结构材料，被誉为“海洋金属”[2]；近年来，随着钛工业的不断发展，钛合金已经在民用领域中得到了广泛应用，如汽车、建筑、医用、体用品等方面，被誉为“全能金属”[3]。 但钛合金仍存在一些缺陷，由于易产生粘着性磨损，所以其在摩擦条件下的应用受到了限制。另外，钛合金在高温下的抗氧化和耐蚀性能也不理想，这是由于钛在高温下与氧的亲和力较高之故。表面处理可有效提高钛合金的性能。钛合金的表面处理大致经历了三个阶段：一是以电镀、化学镀、热扩散为代表的传统表面处理技术阶段; 二是以等离子体、离子束、电子束等的应用为标志的现代材料表面技术阶段; 三是各种表面处理技术的综合应用和膜层结构设计阶段［4］。 但传统的表面改性处理如渗碳、渗硼和渗氮等存在着处理周期长和工件易变形等缺点；热喷涂技术制备的涂层存在着组织结构疏松且与基体的结合力较弱等不足。由于激光束具有良好的相干性和方向性，故被广泛用于对各种金属材料的表面改性处理。因此，利用激光表面改性技术在钛合金表面形成耐磨、耐蚀或具有生物活性的表面层，便能弥补钛合金的不足。激光处理与传统的热处理方法相比有许多优点，包括工件畸变较小，基体对熔覆层的稀释度低，可较精确地控制处理层的宽度和深度，能够选择性地处理工件的特定表面。 1 钛合金的腐蚀行为及机理 钛合金腐蚀形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又分为应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀以及接触腐蚀等。一般而言，钛合金的成分、组织、晶粒度、晶体缺陷、性能、热处理以及表面状态等都会对其腐蚀行为和腐蚀程度产生不同的影响[5-6]。
水垢的形成机理、类型及清洗对策
水垢的形成机理 工业锅炉在使用过程中，由于给水水质不符合要求，以及操作管理不善等原因，在锅筒、管壁及汽包等部位会产生水垢，水垢形成的机理是比较复杂的。 2.1 给水水质 工业锅炉几乎都是以原水或软化水作为给水，给水使锅炉产生水垢的原因比较多。水垢的形成过程是难溶盐的沉积过程，当炉水温度升高时，炉水中的盐类发生浓缩，当其浓度超过该温度下的溶解度时就会产生沉积；有些盐类，如硫酸钙、硫酸镁、磷酸钙等则随温度升高溶解度下降并析出；在炉水中，当二氧化硅的浓度对碱度而言偏高时也会析出；而可溶性重碳酸盐，如碳酸二氢钙、碳酸二氢镁则受热分解，产生难溶性盐也会导致沉积。 如：O H CO CaCO CO H Ca 223232)(+↑+?→?? 水垢产生的严重程度与给水水质有着非常密切的关系，锅炉给水分原水与软化水。 原水：也称生水，是未经任何处理的天然水(如江河水、湖水、地下水等)，一般由自备水源(地面水或地下水)或城市供水网取得，这种水水质差别很大，城市或市郊取用经过过滤处理的自来水水质较稳定，直接采用地下水的水质硬度大。有些单位取用附近未经过滤处理的江河水，水质不稳定，水中含有悬浮物、胶体物质及各种溶解性杂质，尤其是下雨季节，水中混有泥砂，水是黄色浑浊的。我们曾遇见过某厂在雨天用这种水作给水，使用这种水的锅炉极易沉积泥砂垢或泥砂与水垢结成一体的混合垢。 软化水：常用钠离子交换水或炉内处理水，前者应用最多。经钠离子交换树脂处理的水，其硬度一般能满足工业锅炉的要求，司炉中只要定时排污，水垢不易沉积。但是有些单位，因为水处理设备容量小，处理的水量不足，有时则向炉内补充部分原水，从而加快了水垢的沉积。 采用炉内加药处理的水，往往由于加药量不足或加药不及时及排污不严格等
锅炉管道腐蚀的原因分析和建议
锅炉管道腐蚀的原因、分析及建议 ×××（××××××××××发电有限责任公司×××××× 044602） 摘要：四管爆漏是火力发电厂中常见、多发性故障，而管道的腐蚀常常中四管泄漏的重要原因。大部分管道腐蚀的初始阶段，其泄漏量和范围都不大，对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，发展成为破坏性泄漏或爆管，严重威胁着火力发电厂的安全稳定运行，故本文对锅炉四管腐蚀的原因进行了分析并根据相应的原因提出了一些建议。 关键词：腐蚀、硫化物、氯化物 0 前言 腐蚀是火力发电厂中常见的故障。腐蚀的初始阶段，没有明显的现象或其泄漏量和范围都小，对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁，造成连锁性破坏，危及到整个锅炉运行的安全。1．腐蚀的原因 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。 1．1管内壁腐蚀：也称水汽侧腐蚀。 1．1．1溶解氧腐蚀。 1．1．2垢下腐蚀。 1．1．3碱腐蚀 1．1．4氢损伤。 1．1．5铜氨化合物腐蚀。 1．2烟气侧腐蚀。 1．2．1高温腐蚀。
1．2．2低温腐蚀。 1．3应力腐蚀，也称冲蚀。指管道受到腐蚀和拉（压）应力的综合效应。 3．设备发生腐蚀的理论原因分析 3．1管内壁腐蚀 3．1．1溶解氧腐蚀 由于Fe与O2、CO2之间存在电位差，形成无数个微小的腐蚀电池，Fe是电池中的阳极，溶解氧起阴极去极化作用，Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。 当pH值小于4或在强碱环境中，腐蚀加重，pH值介于4~13之间，金属表面形成致密的保护膜（氢氧化物），腐蚀速度减慢。腐蚀速度与溶解氧的浓度成正比，随着给水速度提高、锅炉热负荷增加、溶解氧腐蚀也随之加剧。 3．1．2垢下腐蚀 由于给水质量不良或结构缺陷防碍汽水流通，造成管道内壁结垢。垢下腐蚀介质浓度高，又处于停滞状态，会使管内壁发生严重的腐蚀，这种腐蚀与炉水的局部浓缩有关。如果补给水或因凝汽器泄漏（河水）使炉水含碳酸盐，其沉积物下局部浓缩的炉水（沉积着高浓度的OH-）pH值上升到13以上时发生碱对金属的腐蚀。如果凝汽器泄漏的是海水或含Cl-的天然水，水中的MgCl2、CaCl2将进入锅炉、产生强酸HCl，这样沉积物下浓缩的炉水（很高浓度的H+）pH值快速下降，而发生对金属的酸性腐蚀。 3．1．3碱腐蚀 游离碱会在多孔性沉积物和管内表面浓缩，浓缩的强碱会溶解金属保护膜而形成铁酸根与次铁酸根离子的混合物，当管壁表面局部碱浓度超过40%时，会释放出氢气，从而形成金属表面深而广的腐蚀，也称延性腐蚀。 3．1．4氢损伤（氢损伤实际就是酸性腐蚀） 一般情况下给水与管壁（Fe）发生反应生成H2和Fe3O4。 保护膜Fe3O4阻隔H2进入管壁金属而被炉水带走，当给水品质不佳或管内结垢会生成Fe2O3和FeO。 Fe2O3、FeO比较疏松、附着性很差，有利于H2向管壁金属的扩散，高温下晶界强度低，H2与钢中的碳和FeC反应生成CH4。
锅炉氧腐蚀危害介绍
锅炉氧腐蚀危害介绍 腐蚀一词指的是材料在周围环境介质的化学或电化学作用下发生的破坏。 氧腐蚀是锅炉系统中最常见的腐蚀形态。锅炉给水一般都与大气接触，水中溶解氧含量很高，这就为锅炉系统氧腐蚀提供了充分条件。当锅炉给水不采取除氧措施或除氧不当时，溶解氧将全部或部分进入锅炉系统，造成给水管路、水箱、省煤器、汽包、蒸汽管路以及凝结水系统的氧腐蚀，这种腐蚀对金属构件强度的损坏是十分严重的。例如，某厂的0.37Mpa、9.5t/h锅炉，当给水氧浓度为0.5mg/L时，试片的腐蚀速度为0.7mm/a，每隔五六年炉管就发生腐蚀穿透事故，汽包壁的蚀坑深度达总厚度的1/3。在锅炉给水未除氧的情况下，锅炉往往运行3～5年，甚至1～2年后，锅炉内壁的腐蚀深度即达2～3mm，严重地影响它们的安全运行。 热水锅炉的氧腐蚀更为严重。国家某权威机构曾对在用的800台采暖锅炉进行调查，结果表明，发生腐蚀的锅炉就有755台，占95%，其中严重腐蚀的约占10%～15%，腐蚀泄漏约占5%～8%，由于腐蚀而花的正常检修费用达近百万元。我国热水锅炉的设计寿命为15年，由于腐蚀等原因，目前一般只能运行5～8年，仅为设计寿命的1/2～1/3。同时，热水锅炉的腐蚀泄漏常常发生在最严寒的冬季采暖期，供热中断直接影响到居民的正常生活。 锅炉系统氧腐蚀的特征为溃疡腐蚀，常常在金属表面生成许多直径为1～30mm的鼓包。其表面颜色由黄褐色到砖红色等不等，主要成分为氧化铁。次层为黑色粉末状物，为四氧化三铁。有时，在腐蚀物的最深处，紧靠金属表面，还存在一个黑色层，为氧化亚铁。将这些腐蚀产物清除后，便露出蚀坑。 溶解氧腐蚀之所以呈溃疡状，与差异充电池的形成有关。氧腐蚀的
金属的腐蚀与防护教案
金属的腐蚀与防护教案 年级：高三年级 科目：化学 姓名：丁博利
金属的腐蚀与防护 教学目标 知识与技能： ①了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 ②认识金属吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应方程式 ③能够利用电化学知识进行金属防护 过程与方法： ①通过图片，资料激发学生的责任感，从而走进生活，寻求解决金 属腐蚀的根源及方法。 ②通过对原理的分析，进一步提升学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。 情感态度与价值观： 通过金属腐蚀对生产、生活的影响，感受化学对人类进步的意义。教学重难点： 重点：金属的电化学腐蚀及电化学防护原理 难点：钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 教学方法: 讨论法，讲授法，多媒体展示法，比较归纳法等。 课时安排: 2课时 第一课时
教学过程 一．创设情景，导入新课 1.图片展示，解释腐蚀的普遍性。 2.联系实际介绍金属腐蚀的危害性，。 3.了解腐蚀与防腐的必要性。 二．新课教学 学生阅读教材，回答相关问题 1.金属的腐蚀 ⑴概念：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏，称为金属腐蚀. ⑵本质：M-ne-=M n+ (氧化反应) ⑶分类：化学腐蚀 电化学腐蚀 【交流研讨】：为什么铁在潮湿的环境中更容易腐蚀变红？ 2.金属的电化学腐蚀 ⑴原理：钢铁（Fe.C合金）在电解质溶液中形成原电池 ⑵分类：①析氢腐蚀 条件：电解质溶液酸性较强 Fe（-）：Fe-2e-= Fe2+ C(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ ②吸氧腐蚀
软化水腐蚀铸铝锅炉机理
软化水腐蚀机理 金属材料通常含有大量的杂质及非金属夹杂物。金属上的表面膜往往是不均匀的，当金属表面层存在化学不均匀性或物理缺陷(缝隙、裂纹、小孔穴等)时，点蚀就容易在这些薄弱环节上发生。腐蚀刚开始时，金属整个表面都同含氧溶液接触，因此无论是在金属表面蚀孔内还是蚀孔外金属表面上，都进行着以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。蚀孔内溶液中的溶解氧只能靠扩散进入，由于蚀孔的几何形状及腐蚀产物的限制，使蚀孔外部本体溶液中的溶解氧很快就耗尽了，从而中止了蚀孔内的氧的还原的阴极反应，阻止了蚀孔内的微电池反应，而使蚀孔内金属表面(阳极区)同蚀孔外自由暴露表面(阴极区)之间组成闭塞腐蚀电池。在蚀孔内发生下面腐蚀反应： Fe— Fe +2e 随之发生水解，生成H ： Fe2 +2H20-*'FeOH +H 随着腐蚀的进行，蚀孔内的H 浓度增加，pH值降低，使蚀孔内呈酸性，加速了孔内铁的溶解。在蚀孔口，FeOH 和FeE 被溶解氧氧化： 4FeOH + 02+4H --．4r~OS2 +2H20 4re2 +O2+4H --．4re3 +2H20 反应产物随后发生水解： FeOH2 +H2O— Fe(0H) +H Fe3 +HEO-*'FeOH2 +H 04和铁锈的沉积： 2FeOH2 +Fe +H2O—}Fe3O4+6H Fe(OH)2++OH一— FeOOH+S20 在蚀孔外部，溶解氧还原： 02+2H20+4e--~40H一 铁锈的还原： 2FeOOH-*'F％o3+ H20 这一区域由于阴极产生的OH-导致pH值增大而钝化，并且部分地受到蚀孔内部阳极过程所释放的电子的阴极保护作用。这样就构成活化(孔内)一钝化(孔外)腐蚀电池，促使孔内金属不断溶解，蚀孔外表面发生氧的还原。由于点蚀的过程具有自催化特征，从而促进腐蚀破坏的迅速发展。 5 软化水腐蚀的影响因素 (1)溶解氧浓度的影响 软化水中的溶解氧对金属腐蚀起着重要的作用，它起着阴极去极化剂的作用，促进金属的腐蚀。即使在氧浓度很低的情况下，也能引起严重的腐蚀。随着氧含量的增加，腐蚀速度加快。 (2)Cl-的影响 氯离子的极化度高，半径小，因此具有很高的极性和穿透性，易优先吸附于金属表面，特别是在金属表面成膜有缺陷或薄弱处或者在有缝隙的地方及应力集中的小孔处密集。在孔蚀发展过程中，随着蚀孔内金属离子的不断增多，为保持电中性，孔外C1-优先向蚀孔内迁移，引起蚀孔内进一步酸化，使蚀孔内处于HCI腐蚀环境下，促使孔内金属的不断溶解，并伴随着H 的生成，反应如下： 2HCl+Fe-*'FeC12+H2 溶液中cl-的存在，加速了孔蚀的自催化腐蚀过程，Cl-浓度越高，孔蚀速度越快。(3)pH值的影响 碳钢在pH值为4~10的水中，腐蚀速率几乎不变，由溶解氧的浓度扩散控制整个腐蚀过程，
锅炉给水水质超标的危害
一、水中的杂质 水的杂质除氧、二氧化碳等气体和悬浮物外，还有溶解固形物。溶解固形物最常见的有八种离子：氯离子(Cl--)、硫酸根离子(SO2-4)、重碳酸根离子(HCO--3)、碳酸根离子(CO2-3)、钠离子(Na+)、镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)、钾离子(K+)。以上杂质的水溶液，假如直接用于锅炉给水，则对锅炉和蒸汽品质都会直接或间接地造成危害：产生水垢与沉渣;对锅炉腐蚀;恶化蒸汽品质。 二、各种杂质对安全生产的影响 钠离子：限制炉水中的含钠量是为了保证蒸汽品质。因蒸汽带水，使炉水中的钠盐带入蒸汽，当含盐量超过一定数值时，蒸汽带水量会明显增加，使蒸汽品质明显变坏。过热蒸汽带入汽轮机的钠化合物，由于钠化合物在过热蒸汽中的溶解度不大，而且随着蒸汽压力的下降，溶解度也会很快下降。所以在汽轮机内，当蒸汽压力稍有降低时，它们在蒸汽中的含量就高于溶解度，因此很容易从蒸汽中析出而沉积在汽轮机内，不仅影响汽轮机的出力，而且还危机安全运行。 氧：自然水中，大多都溶解有氧。氧存在于水中，对于钢、铁、铜等金属，都具有不同的腐蚀作用。pH值较低的水，能促进溶解氧的腐蚀作用;pH值较高的水，可使这种作用减弱。当水温升高，但不足以使溶解氧从水中析出时，腐蚀作用的速度会加快，所以在热水管和凝聚水管中，氧腐蚀更为严重。经验得知，此温度约在60~90℃之间。溶解氧的腐蚀，只
有在水溶解中才能发生。溶解氧的腐蚀，是锅炉金属表面腐蚀的主要和常见的原因。 二氧化硅：在所有自然水中，二氧化硅的含量差异较大，江河中二氧化硅在一年中变化也很大。二氧化硅在锅炉内形成的水垢是非常坚硬的，且呈透明或半透明状态，类似玻璃。用机械方法清除这种水垢，要比清洗一般碳酸盐水垢多几倍工时，这种水垢的导热性能极差。当水垢产生后，会使受热面降低传热作用，以致造成受热面过热烧坏。 铁：自然水中含铁量小于0.1mg/L时，并无影响，但当含量超过0.3mg/L 时，水就会有味、混浊。地下水含有铁时，会出现红色氢氧化铁沉淀。锅炉补给水中含铁量过高，会导致锅炉受热面炉管产生氧化铁垢。氧化铁水垢的导热性能很差，平均导热系数只有0.1～0.2kcal/(m·h·℃)，仅为钢材的1.67‰～5‰；即使与锅炉内常见的钙镁水垢相比，平均导热数也要低很多，约为钙镁水垢平均导热系数的1.67%～40%。而资料显示，锅炉受热面上附着1mm厚的水垢时，其燃料的消耗将增加1.5～3.0%，由此可见，在锅炉炉管上生成的氧化铁水垢将大大降低锅炉的经济性。氧化铁水垢不仅严重阻碍传热，而且会造成传热面局部温度过高，导致金属强度下降。因此，锅炉给水的铁含量超标，还容易造成炉管变形，进而危及锅炉的安全。
高二《化学反应原理》课时提升作业 金属的腐蚀与防护测试题(答案+解析)
课时提升作业五 金属的腐蚀与防护 (30分钟50分) 一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分) 1.(2019·潍坊高二检测)下列有关叙述正确的是( ) A.钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是电化学腐蚀 B.粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌比纯锌还原性强 C.铁板镀锡属于电化学防护 D.生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀 【解析】选D。钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是金属与非电解质直接发生化学反应,属于化学腐蚀,A错误;粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌与稀硫酸构成原电池加快了反应的进行,B错误;电镀属于在金属表面覆盖保护层,不是电化学防护,C错误;生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀,D正确。 【补偿训练】 (2019·济南高二检测)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而渐渐变暗 B.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 C.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 D.当镀锌铁制品的镀层受损后,镀层仍能对铁制品起保护作用 【解析】选D。金属银在空气中易生成硫化银,属于化学腐蚀,故A错误;地下输油钢管与外加直流电源的正极相连,此时该金属作阳极,该电极金属易被腐蚀,故B错误;金属在空气与水交界处更易发生电化学腐蚀的吸氧腐蚀,钢柱在水下
部分不如在空气与水交界处更容易腐蚀,故C错误;镀锌铁制品的镀层受损后,形成铁、锌原电池,正极金属铁被保护,不易发生腐蚀,镀层锌仍能对铁制品起保护作用,故D正确。 2.(2019·泉州高二检测)图Ⅰ的目的是精炼铜,图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列 说法不正确的是) A.图Ⅰ中a为纯铜 B.图Ⅰ中S向b极移动 C.图Ⅱ中如果a、b间连接电源,则a连接电源负极 D.图Ⅱ中如果a、b间用导线连接,则X可以是铜 【解析】选D。a极接外电源的负极,精炼铜时,a为纯铜,b为粗铜,A正确;在原电池中阴离子向负极移动,B正确;a、b可接电池,a接负极,C正确;如果用导线连接起来,是原电池原理,X不可以是铜,否则加快了钢的腐蚀,D错误。 【补偿训练】 (2019·邯郸高二检测)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式:2Fe+2H2O+O2 进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁 2Fe(OH) 锈,其原理如图。下列说法正确的是( )
锅炉形成水垢原因及其处理措施
锅炉形成水垢原因及其处理措施(1) 1 水垢的形成及性质 水垢的形成是一个复杂的物理化学过程,其原因有内因和外因两个方面。一是水中有钙、镁离子及其它重金属离子存在,是水垢形成的根本原因也叫内因;二是固态物质从过饱和的炉水中沉淀析出并粘附在金属受热面上,是水垢形成的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水进入锅炉后,吸收高温烟气传给的热量,钙、镁盐类杂质便会发生化学反应,生成难溶物质析出。随着炉水的不断蒸发逐渐浓缩,当达到一定浓度时,析出物就会成为固体沉淀析出,附着在锅筒、水冷壁管等受热面的内壁上,形成一层“膜”,阻碍热量传递,这层“膜”称之为水垢。 水垢的组成或成分是比较复杂的,通常都不是一种单一化合物,而是以一种化学成分为主,并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分,一般可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。 水垢是一种导热性能极差的物质,仅为锅炉钢材的十分之一到数百分之一(钢材的导热系数为46.5～58.2w/m.k),是“百害之源”。在各种水垢中,硅酸盐水垢最为坚硬,导热性能非常小,容易附着在锅炉受热面最强的蒸发面上,是危害最大的一种水垢。 2 水垢的预防 要保证锅炉不结垢或薄垢运行,就要加强锅炉给水处理,这是保证锅炉安全和经济运行的重要环节。预防水垢生成,通常采用下列方法来预防: 锅内水处理。此法主要是向炉水中加入化学药品,与炉水中形成水垢的钙、镁盐形成疏松的沉渣,然后用排污的方法将沉渣排出炉外,起到防止(或减少)锅炉结垢的作用。炉内加药水处理一般用于小型低压火管锅炉。锅内水处理常用的药品有:磷酸三钠、碳酸钠(纯碱)、氢氧化钠(火碱、也称烧碱)及有机胶体(栲胶)等。加药时,应首先将各种药品配制成溶液,然后再加入锅炉内。通常磷酸三钠的溶液浓度为5～8%,碳酸钠的溶液浓度不大于5%,氢氧化钠的浓度不大于 1～2%。加药方法有定期和连续加药两种。定期加药主要靠加药罐进行加药;连续加药则在给水设备前,将药连续加入给水中。对于蒸汽锅炉,最好采用连续加药法,这样可使炉内保持药液的均匀。凡采用锅内水处理的,应加强锅炉排污,使已形成的泥渣、泥垢等排出炉外,收到较好效果。
锅炉腐蚀原因及预防
锅炉腐蚀原因及预防 锅炉腐蚀原因分析 1、锅内氧腐蚀形貌特征分析 a.腐蚀部位一般位于水位线附近; b.一般为点状的高于金属表面的包状物，外表面为黄褐色到砖红色不等，包状物内多为黑色粉状物，含有一定水份; c.去除包状物后金属表面为一圆状深坑; d.锅炉一般有带水停用的现象。 2、锅内溶解氧腐蚀成因分析 a.锅内氧腐蚀属于电化学腐蚀，锅水是一种电介质，由于水位线附近锅水溶解氧的浓度较高，形成了腐蚀电池; b.腐蚀电池是指:不同金属的电偶腐蚀电池、浓差腐蚀电池、温差腐蚀电池，金属化学成份的不均匀、金相组织的不均匀、应力大小的不同、表面损伤情况或保护膜的破坏等可形成腐蚀电池; c.钢材等在各自盐类溶液中不能产生平衡电位(电位平衡了腐蚀就停止了)，即容易发生腐蚀(锌铜金不易腐蚀)。 锅内溶解氧腐蚀的预防 a.定期煮炉，清除金属表面的腐蚀产物，并在金属表面形成完整的保护膜; b.运行时保持锅水碱度和ph值符合要求(可以选择给水加氨，使给水ph值符合水、汽质量要求，以减缓氧腐蚀); c.给水除氧或锅内加药除氧; d.减少锅水中氯离子含量; e.加强停炉保养，长期停炉宜用干法保养(烘干或吹干后密封，放置除湿剂，将水汽接管用盲板全部隔断);短期停炉宜用湿法保养(充氮或采用防护药品除氧)或热保养法(保持炉温、保持锅内蒸汽压力大于大气压，防止空气侵入);临时停炉时宜用充水带压保养(加温后去火,将水加满并保持一定压力, 防止外界空气侵入)。 3、管内壁腐蚀
3.1.1溶解氧腐蚀 由于Fe与02. C02之间存在电位差，形成无数个微小的腐蚀电池, Fe是电池中的阳极，溶解氧起刚极去极化作用，Fe 比02等的电位低而遭到腐蚀。 当pH值小于4或在强碱环境中，腐蚀加重，pH 值介于4^13之间，金属表面形成致密的保护膜(氢氧化物)，腐蚀速度减慢。腐蚀速度与溶解氧的浓度成正比，随若给水速度提高、锅炉热负荷增加、溶解氧腐蚀也随之加剧。 3.1.2垢下腐蚀 由于给水质量不良或结构缺陷防碍汽水流通，造成管道内璧结垢。垢下腐蚀介质浓度高，又处于停滞状态，会使管内壁发生严重的腐蚀，这种腐蚀与炉水的局部浓縮有关。如果补给水或因凝汽器泄漏(河水)使炉水含碳酸盐，其沉积物下局部浓縮的炉水(沉积着高浓度的0H-)pH值上升到13以上时发生碱对金属的腐蚀。如果凝汽器泄漏的是海水或含C1-的天然水，水中的MgCl2. CaC12 将进入锅炉、产生强酸HC1.这样沉积物下浓缩的炉水( 很高浓度的时) pH值快速下降，而发生对金属的酸性腐蚀。 3.1.3碱腐蚀 游离碱会在多孔性沉积物和管内表面浓缩，浓缩的强碱会溶解金属保护膜而形成铁酸根与次铁酸根离子的混合物，当管壁表而局部碱浓度超过40%时，会释放出氢气，从而形成金属表面深而广的腐蚀，也称延性腐蚀。 3.1.4氢损伤(氢损伤实际就是酸性腐蚀) 一般情况下给水与管壁(Fe)发生反应生成H2和Fe301.保护膜Fe304阻隔H2进入管壁金属而被炉水带走，当给水品质不佳或管内结垢会生成Fe203和Fe0. Fe203. Fe0比较疏松、附着性很差，有利于H2向管壁金属的扩散，高温下品界强度低, H2与钢中的碳和FeC反应生成CH4. 管壁金属脱碳，CH4 积聚在晶界上的浓度不斷升高，形成局部高压以致应力集中，晶界断裂，产生微裂纹并发展成网络，导致金属强度严重降低，使金属变脆而断裂。
锅炉软水中溶解氧的危害与去除
锅炉软水中溶解氧的危害与去除 一、炉内为什么会发生氧腐蚀? 在正常情况下，锅炉内不会发生氧腐蚀，但当发生下述情况时，就可能发生炉内氧腐蚀。 1.除氧工作不正常 当热力除氧器运行不正常或除氧剂投加不正常时，就可能使进人锅炉的给水中带有过量的溶解氧。当给水中溶氧含量不是很大时，腐蚀可能首先发生在省煤器入口处，随着给水含氧量的增大，腐蚀则可能延伸到省煤器的中部和尾部，严重时锅炉的下降管也可能遭到腐蚀。 2.锅炉停用时防护不好 锅炉停用时，如果防护措施不当，大气可能侵入锅炉内而造成腐蚀。锅炉停用时发生的氧腐蚀，通常是整个水汽系统中，特别容易发生在积水不易放干的部分，这与锅炉运行时发生的氧腐蚀常常局限在某一部位是不同的。 二、酸腐蚀 1.发生酸腐蚀的原因 当炉水中氯化镁MgCl2含量较高时，在高温的作用下，会发生水解反应而生成酸。盐酸是一种强酸，它能破坏金属表面的氧化膜，又能腐蚀钢铁。在炉水pH值较低的情况下，腐蚀产物(铁的氯化物)又可能与氢氧化镁Mg(OH)作用而生成新的氯化镁。新生成的氯化镁在适宜的条件下则又可能水解成盐酸，如此周而复始，使铁不断遭到酸腐蚀而被损坏。
2.炉内酸腐蚀特点 锅炉内酸腐蚀多发生在水冷壁管上，其特征是：在水冷壁管皿状蚀坑上，有较硬的Fe，04突起物，呈现层状结构，在附着物和金属交接处有明显的蚀坑，腐蚀部位金相组织发生变化，有明显的脱碳现象。 三、碱腐蚀 1.发生碱腐蚀的原因 在正常情况下，炉水pH值一般在9～11之间，此时炉管金属表面的氧化膜是稳定的，不会发生碱腐蚀。 发生碱腐蚀的原因，是由于在炉管的局部地方发生了碱的浓缩。例如：由于水循环不良或在一些水平或倾斜度不够的炉管内，发生“汽水分层”现象时，使附在管壁的液膜浓缩。该部位的游离NaOH达到危险浓度，从而产生碱腐蚀。另外，在有沉积物的地方，其沉积物下炉水滞流，也可能使NaOH浓缩到危险的浓度。 2.炉内发生碱腐蚀的机理 在高温高压的条件下，炉水中游离苛性钠溶解了铁金属表面的氧化保护膜，使其生成可溶性的亚铁酸，进而亚铁酸盐在高温作用下分解成磁性四氧化三铁并放出氢气，使铁金属遭碱腐蚀而破坏： Fe0+Na0H——NaHFe02 3NaltFe02+H20叫Fe304+3NaOH+H2 3.炉内碱腐蚀特点 炉内碱腐蚀多发生在软水冷壁管的向火侧，热负荷较高或水循环不良的部位和倾斜管上；多孔沉积物下，和管壁与焊接的细小间隙处。
金属腐蚀与防护课后习题
第1章绪论 第2章腐蚀电池 第2章腐蚀电池 1. 将铜片和锌片插在3%NaCl 溶液中，测得铜片和锌片未接通时 的电位分别为 +0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。 已知电路的欧姆电阻为200Ω。 (1)原电池工作后阳极和阴极的电位差E c – E a = ？ (2)阳极极化值?E a 与阴极极化值?E c 的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少? (3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？ (4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那
么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差E c –E a 、阳极极化值与 阴极极化值的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少？电流表的指 示又为多少？ 2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V，E0c = 0.8V，E cor = -0.2V。当R = 0时，I cor = 10mA， 该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I'cor =？腐蚀电池又属于什么控制类型？ 第3章电化学腐蚀倾向 作业 1. 在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化： (1)温度升高10?C (取Po 2 =1atm，pH = 7)。 (2) 氧压力增大到原来的10倍 (温度25?C)。 (3) 溶液pH值下降1单位 (温度25?C)。 2. 将铁置于饱和空气的碱溶液(pH = 10)中，按阳极反应为 (1)Fe + Fe2+ + 2e (2)Fe + 2OH- = Fe(OH) 2 + 2e 计算腐蚀倾向，二者是否相同？为什么？ 3. 将两根铜棒分别浸于0.01mol/L CuSO 4溶液和0.5mol/L CuSO 4 溶液，组成一个金属离子浓差电池。 (1)哪一根铜棒是阳极，哪一根铜棒是阴极？ (2)写出阳极反应和阴极反应，计算其平衡电位。 该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏？ 第4章电化学腐蚀速度 作业四 1．表面积为20cm2 的铁样品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中，经过 50h试验，测得了铁样品的损失质量为0.1g，已知在铁的表面上析氧反应符合Tafel公式η=-0.64-0.125lg|i|，η的单位为V，i 的单位为A/cm2 ，试计算： （1）样品厚度的减少△h(mm); （2）铁电流的腐蚀电流密度i cor (A/m2); （3）铁试样的腐蚀电位E cor 。 2.海水中的含氧量为 3.2mg/L,求一年中锌的消耗量？（氧的扩散层 厚度为，扩散系数为D=1.9×10-5 cm2 /s,Zn的原子量为65.4）。
不锈钢腐蚀的机理
不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。 氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与 法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应
热水锅炉停炉期内部腐蚀的防护措施(标准版)
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 热水锅炉停炉期内部腐蚀的防 护措施(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
热水锅炉停炉期内部腐蚀的防护措施(标 准版) 在日常的热水锅炉内部腐蚀防护方面，我们往往将防护工作的重点放在锅炉的运行期，忽略了锅炉停炉期内部腐蚀问题，殊不知热水锅炉停炉期内部腐蚀问题也相当严重。 1热水锅炉停炉期内部腐蚀防护的方法 1.1干式防护法 干式防护法就是使锅炉内部金属表面保持干燥，防止金属腐蚀。常用方法有烘干法、加入干燥剂法和充入氮气法等。 1.2湿式防护法 湿式防护法就是将具有防护性的水溶液充满锅炉，以隔离空气进入锅炉内部，或抑制水溶液中的溶解氧和二氧化碳与金属发生电解腐蚀。湿式防护法包括：氨液法、碱液法、磷酸三钠和亚硝酸钠
混合液保护法、蒸汽压力保护法及给水压力保护法等。 2热水锅炉停炉期内部腐蚀防护方法的选择 2.1对于短期停用的锅炉可采用内部烘干法进行防腐，这种方法最为经济简单。 2.2对于长期停用的锅炉（指停用一年以上），如果各部分水能够排净，而且锅炉的各孔门密封程度较好的中、低压小型锅炉，宜采用加入干燥剂法。采用这种方法防护时，应派专人负责，定期检查干燥剂是否失效，根据每次检查的结果，来确定下次检查的时间。 2.3对于夏季停用的锅炉宜采用给水保持压力法，因为所有的热水系统都有定压装置，无论采用高压水箱定压或采用气体加压罐定压，还是水泵定压，锅炉都能保持一定正压，从而减缓空气中氧和二氧化碳的侵入。但锅炉及系统中的水不应有腐蚀性，即初次加入的水应加热除氧，除去水中溶解氧或二氧化碳气体，然后再加入一定量的亚硫酸钠或直接将亚硫酸钠加入保养的生水中，这样就可以减缓或避免停用锅炉的腐蚀。 无论采用何种防护方法，都应在锅炉停用后由专人进行检修，
余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措施(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-8664-36 余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措 施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 余热锅炉是余热回收的主要手段之一，其特点为热负荷不稳定、烟气中含尘量大、烟气有腐蚀性。下面，简述积灰和腐蚀形成的机理，以及积灰和腐蚀的防范。 1．积灰形成的机理 余热锅炉受热面上的积灰一般可分为松散性、粘附性和粘结性三种。 (1)松散性的积灰。由于分子引力和静电引力的作用而形成，主要发生在低温区的锅炉受热面上，一般是小于200mm的微小颗粒，大部分是10~50μm。它往
往在管子背部形成，只有在烟速很小或烟尘颗粒很细时才会在管子的正面形成。这种积灰会大大恶化传热效果，但很容易用机械清灰法除掉。 (2)粘附性的积灰。主要是在烟尘中含有较多低熔点金属元素的情况下形成，这些金属元素的氧化物或硫化物，在高温烟气中大都呈气态，烟温降低时即形成凝结物，变成粘附性较强的物质。它对管子表面附着力很强，易积成封闭性的灰环，如不施加外力一般不会自行脱落。但因质地较松软，即使积灰厚度增加也不会结成硬壳，通过振打吹扫即可清除。 (3)粘结性的积灰。产生在高温区和“过渡温区”。当烟气对管子横向冲刷时，主要在管子的正面形成，会引起烟气阻力迅速增加，直到烟道完全堵塞被迫停炉为止。粘结性积灰是烟尘颗粒呈熔融状态或呈粘性状态所引起的，也可能是活性固体颗粒与烟气中某些成分起化学反应，在积灰的沉积层上发生了二次物理