工业水处理-电厂化学课件7-10.ppt

电厂化学—培训 目 录 第七章 热力系统的金属腐蚀 第八章 冷却水处理 第九章 蒸汽污染的预防 第十章 电厂水处理实例 第七章　热力系统的金属腐蚀 第一节　腐蚀基础 第二节　金属电化学腐蚀的基本原理 第三节　热力设备腐蚀的类型和特点 第四节　热力设备的氧腐蚀 第五节　热力设备的酸腐蚀 第六节　停用腐蚀与停用保护 第一节　腐蚀基础 一、腐蚀的定义 　　由于材料与环境反应而引起材料的破坏或变质；或指除了单纯机械破坏以外的材料的各种破坏；甚或为材料与环境之间的有害反应。 　　上述定义中的材料为金属时，即为金属腐蚀。 　　金属腐蚀的过程是发生在金属与介质界面上的复杂多相反应，因此破坏总是从金属表面逐渐向内部深入。表现为：一般发生外貌变化（溃疡斑、小孔、表面有腐蚀产物或金属材料变薄等）；机械性能、组织结构也发生变化，如变脆、强度降低，其中某种元素的含量发生变化或金属组织结构发生相变等。 二、金属腐蚀环境 　　一般指材料所处的介质、温度和压力等。 　　几乎所有的介质都有一定的腐蚀性。金属材料不同，介质的状态不同、成分不同、浓度不同，腐蚀的程度也各不相同。一般温度和压力的升高会使腐蚀加剧。介质的流速也是影响腐蚀的重要因素。 热力设备的腐蚀应分析热力设备腐蚀的特点，了解腐蚀产生的条件，找出腐蚀产生的原因，掌握腐蚀的防止办法 三、金属腐蚀的分类 1、按腐蚀机理（反应特点）分为电化学腐蚀和化学腐蚀。锅炉在水侧的腐蚀属于前者；烟气侧温度在露点以上的腐蚀属于后者。 2、按腐蚀形态分为均匀腐蚀和不均匀或局部腐蚀。金属表面几乎全面遭受腐蚀的称为均匀腐蚀；只有一部分遭受腐蚀的称不均匀腐蚀或局部腐蚀。局部腐蚀又可分为小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等等。 3、按腐蚀的温度划分为低温腐蚀和高温腐蚀。 4、按腐蚀介质的状态划分为干腐蚀和湿腐蚀。 5、按介质的种类划分为大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀。 　　各种腐蚀分类之间有一定联系，如干腐蚀一般为化学腐蚀，湿腐蚀一般为电化学腐蚀。金属在高温下氧化引起的腐蚀属于化学腐蚀。 四、金属的腐蚀速度 　　金属腐蚀的速度代表单位时间内金属的腐蚀程度，通常是用平均腐蚀速度来表示，简称为腐蚀速度。 (1) 按质量的减少表示。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。 (2) 按腐蚀深度表示。为了表示腐蚀的危害性，用腐蚀深度来评定腐蚀速度更为适当，通常用毫米／年来表示。 第二节　金属电化学腐蚀的基本原理 　　在金属遭到破坏的过程中，伴有电流产生的腐蚀称为电化学腐蚀。金属在水溶液中或在潮湿空气中的腐蚀，属于电化学腐蚀。如在电厂，原水、补给水、给水、锅炉水、冷却水以及与湿蒸汽接触的设备所遭受的腐蚀等。 一、电极与电极电位 将一块金属插入电解质溶液中时所构成的体系，称为电极。电厂中所有与水相接触的热力设备均可看作电极。 　　金属是以金属晶体的形式存在的，金属的原子和金属的阳离子构成晶体的晶格结点，自由电子在其间的孔隙中作无规则运动。通过静电引力使各晶格结点紧密联系起来，也使各晶格结点在金属原子和金属离子之间不断相互转化。 当金属与水溶液接触时，由于极性水分子的水合作用，使金属阳离子脱离其表面形成水合离子溶入水溶液中，反应如下： Fe+nH2O=Fe2+·nH2O+2e 　　由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，因此金属带负电，水溶液带正电。通过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断溶解，这种沉积的趋势将越来越强，即金属离子的沉积速度逐渐增大。当金属与溶液之间发生的溶解和沉积的速度相等时，则电极反应达到动态平衡：此时，双电层中正负电荷的数量相对稳定，溶液中的过剩离子数量亦稳定。 　　金属各部位形成不同电位的原因很多，如金属中含有杂质又处于介质(潮湿空气、水或电解质溶液)中时，金属晶粒与晶界之间的能量差别，金属加工时所产生的变形和内应力不同而造成的金属的物理不均匀性，金属所接触的溶液组成和浓度的差异，金属表面的温度不同等。实际上，腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些部分形成的许多肉眼看不见的小型微原电池。在原电池中，失去电子的金属电极上发生氧化反应，该金属溶解(即腐蚀)，此电极称为阳极(如锌电极)，另一个得到电子发生还原反应的电极称为阴极(如铜电极)。 金属的电化学腐蚀是由腐蚀电池作用引起的，其腐蚀速度决定于此腐蚀电池所产生电流的大小，据此可估算出腐蚀速度。在腐蚀电池中，金属本体就是它的外电路。因为当电池形