给水系统金属腐蚀与防止课件.ppt

给水系统金属腐蚀与防止第1页，此课件共30页哦 2 2、金属发生均匀腐蚀，造成热力设备提前报废，缩短使用年限。、金属发生均匀腐蚀，造成热力设备提前报废，缩短使用年限。3 3、腐蚀产物会带入锅炉，引起锅炉内部结垢和腐蚀，影响锅炉的安全运行。、腐蚀产物会带入锅炉，引起锅炉内部结垢和腐蚀，影响锅炉的安全运行。三、金属的腐蚀三、金属的腐蚀 金属的腐蚀：金属表面和其介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现金属的腐蚀：金属表面和其介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现象。按其本质可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两类；按腐蚀形式可分为全象。按其本质可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两类；按腐蚀形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀。面腐蚀和局部腐蚀。电化学腐蚀：在腐蚀过程中伴随的电流的产生。多发生在潮湿的地方或电化学腐蚀：在腐蚀过程中伴随的电流的产生。多发生在潮湿的地方或金属遇水时，这种腐蚀较普遍且危害较大，如与给水、炉水、冷却水以金属遇水时，这种腐蚀较普遍且危害较大，如与给水、炉水、冷却水以及湿蒸汽接触的设备所遇到的腐蚀。及湿蒸汽接触的设备所遇到的腐蚀。化学腐蚀：腐蚀过程中没有电流产生，金属表面和其周围介质直接发生化学腐蚀：腐蚀过程中没有电流产生，金属表面和其周围介质直接发生化学反应。多发生在干燥气体或其它非电解质中，如炉膛内金属发生的化学反应。多发生在干燥气体或其它非电解质中，如炉膛内金属发生的高温腐蚀，金属与过热蒸汽发生的直接作用所引起的腐蚀。高温腐蚀，金属与过热蒸汽发生的直接作用所引起的腐蚀。全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属表面上，腐蚀表面较为平整的称为均全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属表面上，腐蚀表面较为平整的称为均匀腐蚀；腐蚀表面明显不平的称为不均匀腐蚀。匀腐蚀；腐蚀表面明显不平的称为不均匀腐蚀。局部腐蚀是指腐蚀主要集中在金属表面的局部区域，而其它部分几乎局部腐蚀是指腐蚀主要集中在金属表面的局部区域，而其它部分几乎第2页，此课件共30页哦 未受到腐蚀。局部腐蚀通常有以下几种类型：未受到腐蚀。局部腐蚀通常有以下几种类型：1 1、溃疡状腐蚀：在金属某些部位表面上损坏较深，创面较大的腐蚀。、溃疡状腐蚀：在金属某些部位表面上损坏较深，创面较大的腐蚀。2 2、斑点状腐蚀：是在金属表面发生的疏密不均，深浅不一的圆形坑状腐、斑点状腐蚀：是在金属表面发生的疏密不均，深浅不一的圆形坑状腐蚀。蚀。3 3、选择性腐蚀：在几种不同成分金属组成的合金中，其表面上只有一种金属成分发生、选择性腐蚀：在几种不同成分金属组成的合金中，其表面上只有一种金属成分发生的腐蚀。该腐蚀使金属强度和韧性降低，如黄铜脱锌腐蚀。的腐蚀。该腐蚀使金属强度和韧性降低，如黄铜脱锌腐蚀。4 4、穿孔腐蚀：腐蚀集中地个别点上，向纵深方向发展，最终造成金属构件的穿孔。、穿孔腐蚀：腐蚀集中地个别点上，向纵深方向发展，最终造成金属构件的穿孔。5 5、穿晶腐蚀：腐蚀贯穿了晶粒本体，使金属产生极其细微，难以觉察的裂缝。、穿晶腐蚀：腐蚀贯穿了晶粒本体，使金属产生极其细微，难以觉察的裂缝。6 6、晶间腐蚀：金属的晶界非常活泼，在晶界或邻近区域产生局部腐蚀，、晶间腐蚀：金属的晶界非常活泼，在晶界或邻近区域产生局部腐蚀，而晶粒的腐蚀则相对较小。晶间腐蚀使金属碎裂，同时使金属失去强度。而晶粒的腐蚀则相对较小。晶间腐蚀使金属碎裂，同时使金属失去强度。晶间腐蚀由晶界的杂质或晶界区某一合金元素的增多或减少而引起的。晶间腐蚀由晶界的杂质或晶界区某一合金元素的增多或减少而引起的。第3页，此课件共30页哦 全面腐蚀与局部腐蚀相比，全面腐蚀的金属重量损失较多，但从金属强度的全面腐蚀与局部腐蚀相比，全面腐蚀的金属重量损失较多，但从金属强度的损失来看，局部腐蚀大于全面性腐蚀，尤其是发生在晶粒及晶间的腐蚀。一损失来看，局部腐蚀大于全面性腐蚀，尤其是发生在晶粒及晶间的腐蚀。一般来说，局部腐蚀比全面腐蚀危险得多。般来说，局部腐蚀比全面腐蚀危险得多。四、金属的电化学腐蚀四、金属的电化学腐蚀 1 1、电化学腐蚀的机理：、电化学腐蚀的机理：由于金属独特的晶体结构形式，金属的晶格可以看成由金属正离子和各正离子之间的由于金属独特的晶体结构形式，金属的晶格可以看成由金属正离子和各正离子之间的电子组成。当金属浸入水溶液中时，在水分子的极性作用下，金属正离子与水分子形电子组成。当金属浸入水溶液中时，在水分子的极性作用下，金属正离子与水分子形成水合离子，而进入溶液中，同时有等量的电子留在金属表面上，在金属表面及表面成水合离子，而进入溶液中，同时有等量的电子留在金属表面上，在金属表面及表面附近的溶液间形成双电层结构。附近的溶液间形成双电层结构。如果电解质溶液与金属表面作用，不能克服金属晶格原子间的结合力，就不能使金属如果电解质溶液与金属表面作用，不能克服金属晶格原子间的结合力，就不能使金属离子脱离金属表面进入溶液。相反，电解质中的部分金属离子却被吸附到金属表面上，离子脱离金属表面进入溶液。相反，电解质中的部分金属离子却被吸附到金属表面上，使金属表面上带有正电荷，而与金属表面接触的溶液层中，由于积累了许多阴离子而使金属表面上带有正电荷，而与金属表面接触的溶液层中，由于积累了许多阴离子而带负电荷，这样也形成了双电层结构。带负电荷，这样也形成了双电层结构。第4页，此课件共30页哦 另外一些正电性的金属或非金属，在电解质溶液中，既不被水化成正离子，另外一些正电性的金属或非金属，在电解质溶液中，既不被水化成正离子，也没有吸附溶液中的离子，但这时也会形成双电层结构。如将铂放在含有氧也没有吸附溶液中的离子，但这时也会形成双电层结构。如将铂放在含有氧分子或氧原子的水溶液中，氧便从铂上取得电子生成分子或氧原子的水溶液中，氧便从铂上取得电子生成 OH-OH-，使水溶液带负电荷，而铂带正电荷，这时构成的双电层电极称为氧电极。，使水溶液带负电荷，而铂带正电荷，这时构成的双电层电极称为氧电极。如果溶液中有足够的氢离子，也会从铂上取得电子还原成氢，这时构成的双电层如果溶液中有足够的氢离子，也会从铂上取得电子还原成氢，这时构成的双电层电极称为氢电极。电极称为氢电极。由于金属由于金属-溶液界面上双电层的建立，使得金属与溶液之间产生电位差，这种电溶液界面上双电层的建立，使得金属与溶液之间产生电位差，这种电位差就是该金属在该溶液中的电极电位，也叫平衡电位或可逆电位。平衡电位的位差就是该金属在该溶液中的电极电位，也叫平衡电位或可逆电位。平衡电位的大小可用能期特方程式计算。大小可用能期特方程式计算。E=E0+RT/nF.lnCE=E0+RT/nF.lnC E0:E0:标准电极电位，在标准电极电位，在2525度时，溶液中某种金属离子浓度为度时，溶液中某种金属离子浓度为1mol/L1mol/L测得的电测得的电极电位。极电位。2 2、金属的腐蚀电池、金属的腐蚀电池 原电池：金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是金属表面发生原电池作用原电池：金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是金属表面发生原电池作用而引起的。最常见的原电池为碳棒与锌在电解质氯化铵溶液中而引起的。最常见的原电池为碳棒与锌在电解质氯化铵溶液中第5页，此课件共30页哦 所形成的，在阳极（负电极）锌上发生氧化反应，使锌原子离子化，阴极（正电所形成的，在阳极（负电极）锌上发生氧化反应，使锌原子离子化，阴极（正电极）碳棒上发生消耗电子的还原反应（氢离子得电子成为氢气放出）。整个原电极）碳棒上发生消耗电子的还原反应（氢离子得电子成为氢气放出）。整个原电池是由阳极的氧化过程，阴极的还原过程以及电子和离子的流动过程所组成的。池是由阳极的氧化过程，阴极的还原过程以及电子和离子的流动过程所组成的。如果将原电池的阳极与阴极短路，使阳极过程产生的电子消耗于腐蚀电池内的阴如果将原电池的阳极与阴极短路，使阳极过程产生的电子消耗于腐蚀电池内的阴极还原反应中，这种原电池就称为腐蚀电池。如将锌和铜并置于盐酸溶液中，就极还原反应中，这种原电池就称为腐蚀电池。如将锌和铜并置于盐酸溶液中，就构成了锌为阳极，铜为阴极的腐蚀电池。构成了锌为阳极，铜为阴极的腐蚀电池。微电池（腐蚀电池）：由于金属存在着各种不同的电化学不均匀、不连微电池（腐蚀电池）：由于金属存在着各种不同的电化学不均匀、不连续，故当金属与电解质溶液接触时，常形成肉眼看不到的许多小型腐蚀续，故当金属与电解质溶液接触时，常形成肉眼看不到的许多小型腐蚀原电池，即微电池。锅炉金属与给水或炉水接触所受到的大部分电化学原电池，即微电池。锅炉金属与给水或炉水接触所受到的大部分电化学腐蚀多是由微电池作用的结果。金属的不均匀不连续主要是由于以下几腐蚀多是由微电池作用的结果。金属的不均匀不连续主要是由于以下几方面的原因造成的方面的原因造成的:（1 1）金属本身的化学成分不均匀，如在碳钢中，以）金属本身的化学成分不均匀，如在碳钢中，以 为阴极，以金属基体为阳极为阴极，以金属基体为阳极构成微电池。构成微电池。（2 2）金属组织的不均匀、不连续，由于金属和合金的晶粒与晶界处）金属组织的不均匀、不连续，由于金属和合金的晶粒与晶界处第6页，此课件共30页哦 的电位不同，往往以晶粒为阴极，以晶界为阳极构成微电池。的电位不同，往往以晶粒为阴极，以晶界为阳极构成微电池。（3 3）金属表面物理状态的不均匀、不连续性，如果金属各部分所受的变形和）金属表面物理状态的不均匀、不连续性，如果金属各部分所受的变形和受力不均匀，就会产生内应力，一般内应力大的地方为阳极，小的地方为阴受力不均匀，就会产生内应力，一般内应力大的地方为阳极，小的地方为阴极构成微电池。另外由于金属存在温差等外部条件不均匀也会构成微电池。极构成微电池。另外由于金属存在温差等外部条件不均匀也会构成微电池。金属腐蚀中，通常把电极电位较低的电极，即发生氧化反应的电极称为阳极，金属腐蚀中，通常把电极电位较低的电极，即发生氧化反应的电极称为阳极，电极电位较高的电极，即发生还原反应的电极称为阴极，也电极电位较高的电极，即发生还原反应的电极称为阴极，也 就是说，在一个腐蚀电池中，电位低的金属会遭受腐蚀，电位高的金属不会遭受腐蚀。就是说，在一个腐蚀电池中，电位低的金属会遭受腐蚀，电位高的金属不会遭受腐蚀。所以工程有一种金属的防腐蚀保护措施，叫牺牲阳极的阴极保护法。在腐蚀介质中，所以工程有一种金属的防腐蚀保护措施，叫牺牲阳极的阴极保护法。在腐蚀介质中，当牺牲阳极与保护体形成电性连接后，靠阳极自身的溶解提供阴极保护电流。作为牺当牺牲阳极与保护体形成电性连接后，靠阳极自身的溶解提供阴极保护电流。作为牺牲阳极的材料一般具备以下几个条件：牲阳极的材料一般具备以下几个条件：1 1 具有足够负的电位，且很稳定。具有足够负的电位，且很稳定。2 2 工作工作中阳极极化率小，溶解均匀，产物可自动脱落。中阳极极化率小，溶解均匀，产物可自动脱落。3 3 有较高的电流效率。有较高的电流效率。4 4 电化电化学当量高。学当量高。5 5 腐蚀产物无毒，不污染环境。腐蚀产物无毒，不污染环境。6 6 价格价格第7页，此课件共30页哦 便宜，来源方便。目前较常用的牺牲阳极材料有锌基、铝基和镁基合金阳极，其材料便宜，来源方便。目前较常用的牺牲阳极材料有锌基、铝基和镁基合金阳极，其材料成分和电化学性能不同，应用环境也有所不同。成分和电化学性能不同，应用环境也有所不同。3 3、极化与去极化：腐蚀电池组成以后，经过一个很短时间以后，电流急剧变、极化与去极化：腐蚀电池组成以后，经过一个很短时间以后，电流急剧变小，由于电池电阻变化不大，必然是国为电池的电位差发生了变化。这种腐小，由于电池电阻变化不大，必然是国为电池的电位差发生了变化。这种腐蚀电池中由于有电流通过而发生的电位变化的现象称为极化现象。蚀电池中由于有电流通过而发生的电位变化的现象称为极化现象。第8页，此课件共30页哦 阳极极化：在腐蚀电池有电流通过之后，如果阳极电位升高，称为阳极极化，产阳极极化：在腐蚀电池有电流通过之后，如果阳极电位升高，称为阳极极化，产生阳极极化的原因主要有：生阳极极化的原因主要有：（1 1）在腐蚀原电池中，一般是金属离子进入溶液的速度小于电子由阳极流向）在腐蚀原电池中，一般是金属离子进入溶液的速度小于电子由阳极流向阴极的速度，从而造成双电层内层的电子密度减小，使阳极电位向正方向移阴极的速度，从而造成双电层内层的电子密度减小，使阳极电位向正方向移动（电位升高）。这种由于阳极过程进行缓慢而引起的极化称为阳极活化极动（电位升高）。这种由于阳极过程进行缓慢而引起的极化称为阳极活化极化。化。（2 2）如果由于阳极表面金属离子的扩散过程受到某种阻碍，使阳极表面处于）如果由于阳极表面金属离子的扩散过程受到某种阻碍，使阳极表面处于金属离子浓度升高，而使阳极电位升高，就称为浓差极化。金属离子浓度升高，而使阳极电位升高，就称为浓差极化。（3 3）如果金属表面生成了某种保护膜，阻碍了阳极过程，而使阳极电位升高，）如果金属表面生成了某种保护膜，阻碍了阳极过程，而使阳极电位升高，这种就称为阳极钝化。这时显示显著极化。这种就称为阳极钝化。这时显示显著极化。阴极极化：在腐蚀电池有电流通过后，如果阴极电位向负方向移动（电位降低），就阴极极化：在腐蚀电池有电流通过后，如果阴极电位向负方向移动（电位降低），就称为阴极极化，产生阴极极化的原因有：称为阴极极化，产生阴极极化的原因有：（1 1）如果电子从阳极流入阴极的速度大于阴极上消耗电子的速度，就会）如果电子从阳极流入阴极的速度大于阴极上消耗电子的速度，就会使阴极表面有过多的电子积累，从而使阴极电位向负方向移动（电位降使阴极表面有过多的电子积累，从而使阴极电位向负方向移动（电位降低），这种由于阴极过程缓慢所引起的极化称为阴极活化极化。低），这种由于阴极过程缓慢所引起的极化称为阴极活化极化。第9页，此课件共30页哦第10页，此课件共30页哦 影响到金属的腐蚀速度的大小。在金属腐蚀研究中，通常用电位与电流密度之间的关影响到金属的腐蚀速度的大小。在金属腐蚀研究中，通常用电位与电流密度之间的关系曲线来判定电极极化程度的大小，这种关系曲线称为极化曲线。曲线的坡度越小，系曲线来判定电极极化程度的大小，这种关系曲线称为极化曲线。曲线的坡度越小，说明极化程度越小，腐蚀速度越快；说明极化程度越小，腐蚀速度越快；反之，曲线坡度越大，极化程度越大，腐蚀速度越慢。所以常用测定金属反之，曲线坡度越大，极化程度越大，腐蚀速度越慢。所以常用测定金属在某种缓蚀溶液中的极化曲线来评定缓蚀剂对金属的缓蚀效率。在某种缓蚀溶液中的极化曲线来评定缓蚀剂对金属的缓蚀效率。4 4、保护膜：金属腐蚀产物有时会覆盖在金属表面上，形成一层膜，这种膜对腐、保护膜：金属腐蚀产物有时会覆盖在金属表面上，形成一层膜，这种膜对腐蚀的过程影响很大，因为它把金属与周围介质隔离开来，使腐蚀速度降低，有时蚀的过程影响很大，因为它把金属与周围介质隔离开来，使腐蚀速度降低，有时甚至可以保护金属不遭受进一步的腐蚀，这类具有抵制腐蚀进一步发生的膜称为甚至可以保护金属不遭受进一步的腐蚀，这类具有抵制腐蚀进一步发生的膜称为保护膜。保护膜必须具备致密性，即没有微孔，腐蚀介质不能透过，并能将浸入保护膜。保护膜必须具备致密性，即没有微孔，腐蚀介质不能透过，并能将浸入介质中的整个金属表面都全部完整地遮盖住，且不易从金属表面脱落。如化学清介质中的整个金属表面都全部完整地遮盖住，且不易从金属表面脱落。如化学清洗后，亚硝酸钠钝化保护膜。金属表面能否形成良好保护膜，是影响金属腐蚀过洗后，亚硝酸钠钝化保护膜。金属表面能否形成良好保护膜，是影响金属腐蚀过程的一个重要因素，因此化学清洗过程中的钝化过程至关重要。程的一个重要因素，因此化学清洗过程中的钝化过程至关重要。第11页，此课件共30页哦 5 5、腐蚀程度的表示方法：、腐蚀程度的表示方法：（1 1）按质量的减少：金属的腐蚀程度可以根据金属腐蚀前后的质量变化来表示。）按质量的减少：金属的腐蚀程度可以根据金属腐蚀前后的质量变化来表示。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。（2 2）按腐蚀深度：比较直观地反映出了金属腐蚀的危害性，用腐蚀）按腐蚀深度：比较直观地反映出了金属腐蚀的危害性，用腐蚀 深度来评断金属的腐蚀速度更为适当，常用毫米深度来评断金属的腐蚀速度更为适当，常用毫米/年来表示，可根据重量腐蚀速度进行年来表示，可根据重量腐蚀速度进行计算：计算：这种腐蚀速度的表示方法，可以估算某些设备在均匀腐蚀条件下可使用的年限。这种腐蚀速度的表示方法，可以估算某些设备在均匀腐蚀条件下可使用的年限。（3 3）按腐蚀电池电流的大小：金属（阳极）失去的电子愈多，电流向阴极的电量愈多，）按腐蚀电池电流的大小：金属（阳极）失去的电子愈多，电流向阴极的电量愈多，金属溶解得愈多，金属的腐蚀速度越大。其溶解量与电量之间的关系服从法拉第定律：金属溶解得愈多，金属的腐蚀速度越大。其溶解量与电量之间的关系服从法拉第定律：第12页，此课件共30页哦 上式说明，腐蚀电池的电流强度愈大，金属的腐蚀速度愈大。但此法测定过程较上式说明，腐蚀电池的电流强度愈大，金属的腐蚀速度愈大。但此法测定过程较复杂，不常用。复杂，不常用。6 6、金属腐蚀速度的测定方法：、金属腐蚀速度的测定方法：（1 1）直接测量法：这是一种最为简便的方法，首先将发生腐蚀较为典型的部位用钢）直接测量法：这是一种最为简便的方法，首先将发生腐蚀较为典型的部位用钢丝刷子或稀盐酸去掉腐蚀产物，观察腐蚀状况，判定丝刷子或稀盐酸去掉腐蚀产物，观察腐蚀状况，判定 腐蚀类型；然后用钢板尺或分规测量腐蚀面积，换算腐蚀创面所占的百分数，选择最深腐蚀类型；然后用钢板尺或分规测量腐蚀面积，换算腐蚀创面所占的百分数，选择最深和最浅的腐蚀点，测量深度。如果腐蚀坑的范围较大，可用镶牙用的拓模膏，拓出坑和最浅的腐蚀点，测量深度。如果腐蚀坑的范围较大，可用镶牙用的拓模膏，拓出坑的印模，磨去坑外部分，再游标卡尺测量其长度，即为腐蚀深度。如果蚀坑较深，边的印模，磨去坑外部分，再游标卡尺测量其长度，即为腐蚀深度。如果蚀坑较深，边缘较小，可用探针测量深度。亦可将腐蚀部位割开，测量其断面。对于均匀腐蚀，可缘较小，可用探针测量深度。亦可将腐蚀部位割开，测量其断面。对于均匀腐蚀，可用游标卡尺测量减薄厚度，计算每年平均减薄的厚度即为平均腐蚀速度。用游标卡尺测量减薄厚度，计算每年平均减薄的厚度即为平均腐蚀速度。（2 2）挂片测量法：选取与本体相同材质的试片，在腐蚀环境下运行）挂片测量法：选取与本体相同材质的试片，在腐蚀环境下运行第13页，此课件共30页哦 一段时间之后，通过失重，计算平均腐蚀速度。此法一般用于研究缓蚀剂对一段时间之后，通过失重，计算平均腐蚀速度。此法一般用于研究缓蚀剂对金属材料的缓蚀效果，或化学清洗过程中表示清洗过程中的腐蚀情况。金属材料的缓蚀效果，或化学清洗过程中表示清洗过程中的腐蚀情况。7 7、影响电化学腐蚀的因素、影响电化学腐蚀的因素 影响电化学腐蚀的因素主要有金属本身内在的因素，和周围介质的外在因素影响电化学腐蚀的因素主要有金属本身内在的因素，和周围介质的外在因素两方面。两方面。内在因素主要有金属的种类、结构、金属中含有的杂质、成分及表面加工的连续性以内在因素主要有金属的种类、结构、金属中含有的杂质、成分及表面加工的连续性以及存在其内部的应力等等。及存在其内部的应力等等。外在影响因素：外在影响因素：（1 1）溶解氧量：氧是一种阴极去极化剂，一般情况下，水中氧含量越高，钢）溶解氧量：氧是一种阴极去极化剂，一般情况下，水中氧含量越高，钢铁腐蚀越严重。某些特定条件下，钢铁受溶解氧作用，在表面形成保护膜，铁腐蚀越严重。某些特定条件下，钢铁受溶解氧作用，在表面形成保护膜，从而减缓了腐蚀，此时水中溶氧越高产生保护膜的可能性越大，反而会使腐从而减缓了腐蚀，此时水中溶氧越高产生保护膜的可能性越大，反而会使腐蚀减弱。如某些亚临界压力以上的机组，通过给水加氧进行给水氧化性处理，蚀减弱。如某些亚临界压力以上的机组，通过给水加氧进行给水氧化性处理，使金属表面形成良好保护膜，从而起到很好的防腐蚀效果。使金属表面形成良好保护膜，从而起到很好的防腐蚀效果。第14页，此课件共30页哦（2 2）pHpH值：水的值：水的PHPH值是对金属腐蚀速度影响很大的一个因素。当水中溶解氧引值是对金属腐蚀速度影响很大的一个因素。当水中溶解氧引起钢铁腐蚀时，水起钢铁腐蚀时，水PHPH值的改变对腐蚀产生的影响可以通过实验进行测定。值的改变对腐蚀产生的影响可以通过实验进行测定。腐蚀速度腐蚀速度 4040 2323 PHPH 4 4 8 8 当当PHPH值很低时，即在含氧的酸性水中，值很低时，即在含氧的酸性水中，PHPH越低，由于氢离子作为支极化剂，腐越低，由于氢离子作为支极化剂，腐蚀速度越大。蚀速度越大。第15页，此课件共30页哦 当当PHPH值在中性点附近时，曲线成水平（值在中性点附近时，曲线成水平（4 48 8），腐蚀速度随），腐蚀速度随PHPH变化不大。此时变化不大。此时发生的主要是氧的去极化腐蚀，水中溶氧扩散到金属表面的速度是影响腐蚀过程发生的主要是氧的去极化腐蚀，水中溶氧扩散到金属表面的速度是影响腐蚀过程的主要因素。的主要因素。当当PHPH值较高时，随着值较高时，随着PHPH增大，腐蚀速度降低，这是因为碱性增高时，在铁的表面形增大，腐蚀速度降低，这是因为碱性增高时，在铁的表面形成保护膜。成保护膜。（3 3）温度：在封闭系统中，水的温度越高，各种物质在水中的扩散速度加快，电）温度：在封闭系统中，水的温度越高，各种物质在水中的扩散速度加快，电解质水溶液的电阻降低，金属的腐蚀速度越快。在敞口系统中，温度升高，氧气解质水溶液的电阻降低，金属的腐蚀速度越快。在敞口系统中，温度升高，氧气在水中的溶解度降低，水达到沸点时，根据亨利定律，气体在水中的溶解度降不在水中的溶解度降低，水达到沸点时，根据亨利定律，气体在水中的溶解度降不零，所以金属的腐蚀速度也会下降。零，所以金属的腐蚀速度也会下降。（4 4）水中盐类的含量和成分：一般情况下，水中的含盐量（电导率）越多，）水中盐类的含量和成分：一般情况下，水中的含盐量（电导率）越多，腐蚀速度越快。含盐时越大，水的电阻越小，腐蚀电流越大，腐蚀速度越快。腐蚀速度越快。含盐时越大，水的电阻越小，腐蚀电流越大，腐蚀速度越快。但，当水中含有能与腐蚀产物形成难溶化合物时，这些难溶化合物覆盖在金但，当水中含有能与腐蚀产物形成难溶化合物时，这些难溶化合物覆盖在金属表面，阻碍了扩散速度，降低了金属的腐蚀速度。如：当水中有碳酸根与属表面，阻碍了扩散速度，降低了金属的腐蚀速度。如：当水中有碳酸根与磷酸根时，就能在铁的阳极部分磷酸根时，就能在铁的阳极部分第16页，此课件共30页哦 生成难溶碳酸铁和磷酸铁保护膜，抑制了腐蚀的进一步发展。反之，如生成难溶碳酸铁和磷酸铁保护膜，抑制了腐蚀的进一步发展。反之，如果水中含有破坏保护膜的阴离子（如氯离子会替代保护膜中的氧离子，果水中含有破坏保护膜的阴离子（如氯离子会替代保护膜中的氧离子，形成可溶性的氯化物，使氧化膜遭到破坏）时，又会加快腐蚀速度。形成可溶性的氯化物，使氧化膜遭到破坏）时，又会加快腐蚀速度。（5 5）水的流速：一般情况下，水的流速越大，水中各种物质的扩散速度越快，）水的流速：一般情况下，水的流速越大，水中各种物质的扩散速度越快，从而腐蚀速度越大。在氧进入水溶液而引起腐蚀的敞口设备中，当水的流速从而腐蚀速度越大。在氧进入水溶液而引起腐蚀的敞口设备中，当水的流速达到一定数值时，多余的氧会使金属表面形成保护膜，所以腐蚀速度减慢；达到一定数值时，多余的氧会使金属表面形成保护膜，所以腐蚀速度减慢；当水的流速很大时，由于水的机械冲刷作用，保护膜遭受破坏，腐蚀又会加当水的流速很大时，由于水的机械冲刷作用，保护膜遭受破坏，腐蚀又会加快（冲击腐蚀）。快（冲击腐蚀）。（6 6）热负荷：热负荷对金属腐蚀起促进作用。在高温热负荷下，保护膜）热负荷：热负荷对金属腐蚀起促进作用。在高温热负荷下，保护膜容易破坏，这一方面由于热应力的影响，另一方面是由于金属表面上生容易破坏，这一方面由于热应力的影响，另一方面是由于金属表面上生成的蒸汽泡对保护膜的机械破坏作用。另外，随着热负荷的增大，铁的成的蒸汽泡对保护膜的机械破坏作用。另外，随着热负荷的增大，铁的电位有所降低。电位有所降低。8 8、防止金属电化学腐蚀的方法、防止金属电化学腐蚀的方法:设法消除产生腐蚀电池的各种条件，主要从设法消除产生腐蚀电池的各种条件，主要从材质及介质两方面解决。材质及介质两方面解决。第17页，此课件共30页哦（1 1）选择耐腐蚀材料。材料的耐蚀性与材料的化学成分、金相组织、内部应）选择耐腐蚀材料。材料的耐蚀性与材料的化学成分、金相组织、内部应力以及与设备的设计、加工工艺等等因素有关。选择材料时除要有一定的耐力以及与设备的设计、加工工艺等等因素有关。选择材料时除要有一定的耐蚀性能以外，还应考虑材料与介质的关系以及材料本身的机械强度、加工特蚀性能以外，还应考虑材料与介质的关系以及材料本身的机械强度、加工特性、成本等等因素。性、成本等等因素。（2 2）介质：通过改变介质的某些状况，可以减缓或消除介质对金属材料的腐）介质：通过改变介质的某些状况，可以减缓或消除介质对金属材料的腐蚀作用。如锅炉给水的除氧处理；化学清洗时在清洗介质中加入缓蚀剂等等蚀作用。如锅炉给水的除氧处理；化学清洗时在清洗介质中加入缓蚀剂等等方法。对已经建成的设备主要从介质方面考虑。方法。对已经建成的设备主要从介质方面考虑。五、给水系统金属的腐蚀五、给水系统金属的腐蚀 在炉前给水系统中发生的腐蚀主要与水中溶解的氧和二氧化碳有关。在炉前给水系统中发生的腐蚀主要与水中溶解的氧和二氧化碳有关。1 1、溶解氧腐蚀：、溶解氧腐蚀：（1 1）原理：由于铁的电极电位（）原理：由于铁的电极电位（-0.40v-0.40v）比氧的电极电位）比氧的电极电位(0.4v)(0.4v)低，组成了以低，组成了以铁为阳极，氧为阴极的腐蚀电池，氧为去极化剂，称为氧的去极化腐蚀或简铁为阳极，氧为阴极的腐蚀电池，氧为去极化剂，称为氧的去极化腐蚀或简称氧腐蚀。称氧腐蚀。第18页，此课件共30页哦（2 2）腐蚀特征：）腐蚀特征：氧腐蚀的表面形成许多溃疡性的小型鼓包。鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色，氧腐蚀的表面形成许多溃疡性的小型鼓包。鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色，下层是黑色的粉未状腐蚀产物。在省煤器中的氧腐蚀产物大多为砖红色。下层是黑色的粉未状腐蚀产物。在省煤器中的氧腐蚀产物大多为砖红色。清除腐蚀产物后，会露出腐蚀陷坑。腐蚀产物多为磁性氧化铁，能被磁铁清除腐蚀产物后，会露出腐蚀陷坑。腐蚀产物多为磁性氧化铁，能被磁铁所吸引。所吸引。腐蚀坑周围的金属金相组织并不发生变化。腐蚀坑周围的金属金相组织并不发生变化。（3 3）腐蚀的部位：在给水系统中，最易发生氧腐蚀的部位是给水管道与省煤器，特别）腐蚀的部位：在给水系统中，最易发生氧腐蚀的部位是给水管道与省煤器，特别是省煤器的入口处。对于小型热电锅炉，当给水含氧量高或除氧器运行不正常时，有是省煤器的入口处。对于小型热电锅炉，当给水含氧量高或除氧器运行不正常时，有可能造成锅炉本体的氧腐蚀，首先是可能造成锅炉本体的氧腐蚀，首先是第19页，此课件共30页哦 汽包内部装置、汽包内壁，严重时，下降管也会出现氧腐蚀。对于补给水管道以汽包内部装置、汽包内壁，严重时，下降管也会出现氧腐蚀。对于补给水管道以及疏水箱和输送管道也会出现严重的氧腐蚀。由于凝汽器是在负压条件下运行的，及疏水箱和输送管道也会出现严重的氧腐蚀。由于凝汽器是在负压条件下运行的，凝结水的含氧量一般不大于凝结水的含氧量一般不大于50g/L50g/L，所以凝结水系统中一般不会发生严重的氧腐蚀。，所以凝结水系统中一般不会发生严重的氧腐蚀。2 2、游离二氧化碳的腐蚀：、游离二氧化碳的腐蚀：（1 1）原理：水中有二氧化碳存在时，会电离出氢离子，而氢离子是一种去极化）原理：水中有二氧化碳存在时，会电离出氢离子，而氢离子是一种去极化剂，由于氢离子的存在，使系统发生了氢去极化腐蚀。剂，由于氢离子的存在，使系统发生了氢去极化腐蚀。（2 2）腐蚀特征：钢材受二氧化碳腐蚀的腐蚀产物都是可溶性的，在金属表面形不成）腐蚀特征：钢材受二氧化碳腐蚀的腐蚀产物都是可溶性的，在金属表面形不成保护膜，其腐蚀的特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀虽然短期内不会引起金属严重损保护膜，其腐蚀的特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀虽然短期内不会引起金属严重损伤，但大量的腐蚀产物带入锅炉，常常会引起锅内结垢和腐蚀等许多严重问题。伤，但大量的腐蚀产物带入锅炉，常常会引起锅内结垢和腐蚀等许多严重问题。（3 3）腐蚀部位：锅炉水汽系统中的二氧化碳主要来源于补给水或凝汽器泄进来的冷）腐蚀部位：锅炉水汽系统中的二氧化碳主要来源于补给水或凝汽器泄进来的冷却水中所含的碳酸化合物，如重碳酸根和碳酸根，它们进入锅炉后，发生热分解，产却水中所含的碳酸化合物，如重碳酸根和碳酸根，它们进入锅炉后，发生热分解，产生二氧化碳。产生的二氧化碳与蒸汽一起流经饱和蒸汽、过热蒸汽、汽轮机，然后一生二氧化碳。产生的二氧化碳与蒸汽一起流经饱和蒸汽、过热蒸汽、汽轮机，然后一部分被抽气器抽走，部分被抽气器抽走，第20页，此课件共30页哦 一部分溶入凝结水中，产生氢离子去极化剂，所以最容易发生二氧化碳腐蚀的部一部分溶入凝结水中，产生氢离子去极化剂，所以最容易发生二氧化碳腐蚀的部位通常是凝汽器到除氧器之间的一段凝结水系统。在蒸发器的蒸馏水管道中、疏位通常是凝汽器到除氧器之间的一段凝结水系统。在蒸发器的蒸馏水管道中、疏水系统中和热电厂的热网加热蒸汽的凝结水系统中，也会发生游离二氧化碳腐蚀。水系统中和热电厂的热网加热蒸汽的凝结水系统中，也会发生游离二氧化碳腐蚀。对于用软化水用补给水的锅炉，由于给水和炉水中都有足够的碱度，有很强的缓对于用软化水用补给水的锅炉，由于给水和炉水中都有足够的碱度，有很强的缓冲能力，一般不会发生二氧化碳腐蚀，当用蒸馏水或除盐水作为锅炉补给水时，冲能力，一般不会发生二氧化碳腐蚀，当用蒸馏水或除盐水作为锅炉补给水时，水中残留碱度低，缓冲能力很小，才可能发生游离二氧化碳腐蚀。水中残留碱度低，缓冲能力很小，才可能发生游离二氧化碳腐蚀。3 3、同时有溶解氧和游离二氧化碳的腐蚀、同时有溶解氧和游离二氧化碳的腐蚀:在给水系统中，若同时存在氧气和二氧化碳，则钢的腐蚀更为严重。主要是在给水系统中，若同时存在氧气和二氧化碳，则钢的腐蚀更为严重。主要是由于氧的电极电位高，易形成阴极，侵蚀性强，二氧化碳产生氢离子去极化由于氧的电极电位高，易形成阴极，侵蚀性强，二氧化碳产生氢离子去极化剂，破坏保护膜，这是腐蚀特征往往是金属表面没有腐蚀产物，且腐蚀速度剂，破坏保护膜，这是腐蚀特征往往是金属表面没有腐蚀产物，且腐蚀速度较快。较快。在凝结水系统、疏水系统和热网水系统中，都可能发生氧气和二氧化碳在凝结水系统、疏水系统和热网水系统中，都可能发生氧气和二氧化碳同时存在的腐蚀，特别是给水泵，当除氧不完全时，更容易发生此类腐同时存在的腐蚀，特别是给水泵，当除氧不完全时，更容易发生此类腐蚀，一般由泵的低级部分到高级部分腐蚀逐渐增强。蚀，一般由泵的低级部分到高级部分腐蚀逐渐增强。第21页，此课件共30页哦 在凝汽器、射汽式抽气器的冷却器和加热器等设备中所用的黄铜传热管件，在有在凝汽器、射汽式抽气器的冷却器和加热器等设备中所用的黄铜传热管件，在有氧和二氧化碳同时存在时，也会发生腐蚀。当介质温度高于氧和二氧化碳同时存在时，也会发生腐蚀。当介质温度高于4040时，水中如含有时，水中如含有游离二氧化碳，会造成黄铜脱锌腐蚀。水中同游离二氧化碳，会造成黄铜脱锌腐蚀。水中同 时有氧和二氧化碳时，则铜本身也会发生腐蚀。时有氧和二氧化碳时，则铜本身也会发生腐蚀。对于低压加热器铜管的汽测，由于有游离的二氧化碳和氧气，最容易遭受腐蚀。这种对于低压加热器铜管的汽测，由于有游离的二氧化碳和氧气，最容易遭受腐蚀。这种情况下的腐蚀特征是管壁均匀变薄，并有密集的麻坑。这种腐蚀的部位常常集中在疏情况下的腐蚀特征是管壁均匀变薄，并有密集的麻坑。这种腐蚀的部位常常集中在疏水水面以上、靠近水面、温度较低的进水端、设有抽气管的地方。这是由于在这些部水水面以上、靠近水面、温度较低的进水端、设有抽气管的地方。这是由于在这些部位容易形成一层附壁水膜，水膜的温度常低于饱和温度，这层水膜中的二氧化碳含量位容易形成一层附壁水膜，水膜的温度常低于饱和温度，这层水膜中的二氧化碳含量大，容易腐蚀管子。当加热器发生腐蚀时，它的疏水中铜含量会增大。疏水中铜的来大，容易腐蚀管子。当加热器发生腐蚀时，它的疏水中铜含量会增大。疏水中铜的来源主要是疏水水滴在铜管管壁上腐蚀铜材后带下来的，并不是加热器下部积存疏水腐源主要是疏水水滴在铜管管壁上腐蚀铜材后带下来的，并不是加热器下部积存疏水腐蚀铜管造成的，铜管并未浸泡在下部的疏水中。（见教材图示）蚀铜管造成的，铜管并未浸泡在下部的疏水中。（见教材图示）第22页，此课件共30页哦 六、给水系统金属腐蚀的防止六、给水系统金属腐蚀的防止 为了防止给水系统金属的腐蚀，常常采用的方法是去掉给水中的溶解氧，并提高给水为了防止给水系统金属的腐蚀，常常采用的方法是去掉给水中的溶解氧，并提高给水PHPH值，这种给水处理方式也称为值，这种给水处理方式也称为“给水碱性水规范给水碱性水规范”，常采用在给水中，常采用在给水中加入联氨和氨等药品，也称为加入联氨和氨等药品，也称为“挥发性处理挥发性处理”。1 1、给水热力除氧：热力除氧后水中的溶解氧一般可降到、给水热力除氧：热力除氧后水中的溶解氧一般可降到7g/L7g/L以下，还不以下，还不能满足高压以上机组的使用要求，在高压以上的机组中，需同时采用热力除氧和化学能满足高压以上机组的使用要求，在高压以上的机组中，需同时采用热力除氧和化学除氧两种方法。除氧两种方法。（1 1）热力除氧原理：根据亨利定律（气体溶解定律），任何气体在水中的溶）热力除氧原理：根据亨利定律（气体溶解定律），任何气体在水中的溶解度与此气体在水气界面上的分压成正比。在敞口设备中，当水温升高时，解度与此气体在水气界面上的分压成正比。在敞口设备中，当水温升高时，由于气水界面的水蒸汽分压增大，使其它气体的分压相应降低了，造成气体由于气水界面的水蒸汽分压增大，使其它气体的分压相应降低了，造成气体在水中的溶解度降低。当水温达到沸点时，水蒸汽的分压为在水中的溶解度降低。当水温达到沸点时，水蒸汽的分压为100%100%，而其它，而其它气体的分压为气体的分压为0 0，气体不再溶解于水中（此过程称为解吸过程）。，气体不再溶解于水中（此过程称为解吸过程）。要达到热力除氧的目的，除了要加热到水的沸点外，还应尽可能地使气要达到热力除氧的目的，除了要加热到水的沸点外，还应尽可能地使气体快速、顺利地从水中解吸出来，这是因为水中的气体必须穿过体快速、顺利地从水中解吸出来，这是因为水中的气体必须穿过第23页，此课件共30页哦 水层和气水界面才能从水中分离出去，为了实现这种过程，必须使水分散成小水水层和气水界面才能从水中分离出去，为了实现这种过程，必须使水分散成小水滴或小股流水，以缩短扩散路程和增大气水界面。热力除氧器就是按照将水加热滴或小股流水，以缩短扩散路程和增大气水界面。热力除氧器就是按照将水加热至沸点和使水流分散这两个原理设计的。至沸点和使水流分散这两个原理设计的。（2 2）热力除氧器）热力除氧器 热力除氧器按照其进水方式不同，可分不混合式和过热式两类。混合式除氧器内，需热力除氧器按照其进水方式不同，可分不混合式和过热式两类。混合式除氧器内，需除氧的水与加热蒸汽直接接触，使水加热到相当于除氧器压力下的沸点；过热式除氧除氧的水与加热蒸汽直接接触，使水加热到相当于除氧器压力下的沸点；过热式除氧器，先将需要除氧的水在压力较高的表面式加热器中加热，直到其温度超过除氧器压器，先将需要除氧的水在压力较高的表面式加热器中加热，直到其温度超过除氧器压力下的沸