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No.7模块三 任务四 自然环境中的腐蚀
教学任务 水的腐蚀 水的腐蚀 水的腐蚀 (二)钢铁在淡水中的腐蚀 (1)淡水腐蚀的特点 淡水中钢铁的电化学腐蚀通常是受溶解氧的去极化(氧化)所致。电化学反应式: 阳极:Fe-2e → Fe2+ 阴极:O2+2H2O+4e→4 OH- 溶液中发生如下化学反应: Fe2++ 2OH-→Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+ O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ 水的腐蚀 水的腐蚀 (2)影响淡水腐蚀的主要因素 ④水的流速 一般情况下,水的流速增加,腐蚀速度增加,增大到一 定值,腐蚀速度下降,因形成了钝化膜,而后速度再继 续增加,因冲刷作用,腐蚀速度又增大。 ⑤水中溶解盐类 当水中含盐量增加时,溶液电导率增大,腐蚀速度加快; 但含量超过一定浓度以后,由于水中氧的溶解度降低,腐 蚀速度反而减小。 【思考】举例说明对防腐有害的金属离子、阴离子? 水的腐蚀 水的腐蚀 水的腐蚀 水的腐蚀 大气腐蚀 大气腐蚀 大气腐蚀 大气腐蚀 土壤腐蚀 土壤腐蚀 土壤腐蚀 * * 水的 腐蚀 大气 腐蚀 土壤 腐蚀 任务四 自然环境中的腐蚀 模块三 2 一、淡水腐蚀 水分为淡水和海水,而人类大量利用的水是淡水,其量仅为覆盖地球表面总水量的0.6%,随着工农业的的飞速发展,淡水的消耗量急剧增加,导致目前全世界都面临着淡水资源减少的危机,因此要节约用水。在淡水的利用中工业用水量占用了淡水的大头,而工业冷却水又占工业用水量的60%,如何节约工业冷却水呢?我们采用循环使用的办法来节约用水。 4 (一)循环冷却水的相关知识 1、工艺流程 5 (一)循环冷却水的相关知识 2、凉水塔 凉水塔是利用水和空气的接触,通过蒸发作用来散去工业上产生的废热的一种设备。 工作原理:依靠塔顶部的电力风机,强行把塔外的冷空气,经塔下部的进风百叶窗吸入塔内;热水由布水系统均匀分布到填料表面,与进塔的空气成逆向流动,并进行质交换,部分水分气化,水温降低,湿热空气由风机排出塔外,冷却水集中后进入积水池。 6 水的腐蚀 7 (二)钢铁在淡水中的腐蚀 (2)影响淡水腐蚀的主要因素 ①PH值 PH=-lg﹝H+﹞ ﹝H+﹞×﹝OH-﹞=10-14 单位:mol/l a、PH﹤4时,覆盖层溶解。阴极反应既有吸氧过程又有析氢过程,腐蚀不是单纯受氧浓度扩散控制,而是两个阴极反应的综合,腐蚀速度较快。 覆盖层溶解:Fe(OH)3+3 H+ → Fe3++3H2O 析氢过程: 2H++2e → H2↑ b、PH=4~10时,阴极为氧的去极化作用,凡是能加速氧的扩散速度的因素都能加速腐蚀,反之抑制腐蚀。 c、PH﹥10时,碳钢表面钝化,腐蚀速度下降。 d、PH﹥13时,因碱度太大可造成碱腐蚀,所以一般控制PH﹤11,以防止碱在局部区域浓缩而发生碱脆。 8 (2)影响淡水腐蚀的主要因素 ②温度 一般水温每升高10℃,碳钢的腐蚀速度约加快30%。 ③溶解氧的浓度 溶解氧对钢铁的腐蚀作用有两方面: a.氧作为阴极去极剂把铁氧化成Fe2+离子,起促进腐蚀的作用。 b.氧使水中的Fe(OH)2氧化为铁锈Fe(OH)3、Fe2O3·H2O等的混合物,在铁表面形成氧化膜,在一定条件下起抑制腐蚀的作用。 9 水的腐蚀 10 (2)影响淡水腐蚀的主要因素 ⑥微生物 微生物会加速钢铁腐蚀,腐蚀主要有以下几种途径。 a、厌气性硫酸盐还原菌 缺氧时:SO42-→S2-或S 促进腐蚀 (反应式见教材P58) b、好气性硫杆菌 氧存在时:S2- → S6+ 可以使循环冷却水的pH值达到1左右,导致酸性腐蚀,严重时会使水泥结构的冷却塔产生开裂,甚至倒塌。 c、铁细菌 铁细菌是好氧菌,吸附在钢铁的局部表面,随着微生物对氧的消耗,使氧的浓度不均,造成氧浓差腐蚀。 11 (3)防止淡水腐蚀的途径 ①减少含有氯化物环境中氧的含量。 ②水质稳定处理。 ③采用涂料及镀层保护。 ④采用阴极保护。 (三)混凝土在水中的腐蚀 混凝土组成:普通水泥(由粘土与石灰石等烧制而成)+钢筋(为了增加强度)。 水泥的主要成份:CaO及SiO2。 水泥的特点:强碱性,耐碱、耐水不耐酸,硫酸盐、氯化物对其产生腐蚀作用。 防腐措施:混凝土可采用涂料保护来防止腐蚀或渗透,也可采用耐酸砖板衬里防腐。 12 二、海水的腐蚀 1、海水腐蚀的特点 海水中含量较多的是Cl-,还有较多的溶解氧,在表层海水中溶解氧接近饱和。 (1)所有结构金属在海水中腐蚀的阴极过程基本上都是由氧还原所控制。 (2)由于海水中含有大量氯离子,对大多数金属的钝化膜中破坏性很大。 (3)因海水中电阻率小,在金属表面形成的腐蚀电池都有较大活性。 (4)海水中易出现局部腐蚀,能形成腐蚀小孔。 13 二、海水的腐蚀 2、影响海水腐蚀的主要因素 (1)含盐量:
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