热力设备的腐蚀及处理讲义.pptVIP

第7章热力设备的腐蚀及防止;§7.1金属腐蚀的根本理论;;(2)腐蚀电池

当电极过程到达平衡时，金属与溶液间形成的双电层亦处于一种动态平衡，它将阻碍金属继续溶解。假设将金属上的自由电子引出那么平衡将被破坏，金属将继续溶解。

不同电极的电极电位不同，如果将两个不同电极连接起来，形成闭合回路即组成原电池。如由铜电极与锌电极组成的铜一锌原电池。由于铜电极的电极电位高于锌电极的电极电位，即铜的溶解能力弱于锌，故锌电极上有更多的剩余自由电子，这些自由电子在两电极间的电位差的作用下，通过导线到达铜电极，在外电路形成电流。此时铜电极上的自由电子过剩，溶液中的铜离子沉积到铜电极板上中和过剩的自由电子，而在锌电极上，由于自由电子数量减少，平衡被破坏，锌将继续溶解。该过程一直持续到锌极板完全溶解为止，这种能将化学能转变为电能的装置称为原电池。金属与水溶液接触时，由于各种原因，金属内部的不同局部产生不同的电极电位而组成原电池。这是金属发生电化学腐蚀的根本原因，这种原电池称为腐蚀电池。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异，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，金属外表的温度不同等。实际上，腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些局部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响，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复原反响的电极称为阴极(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。照此说来，其电流应该很大，腐蚀速度很快，但是实际上腐蚀速度要远远小于估算值。这是因为当电池形成闭合回路后，即使时间很短，其两极的电位差也会比原先的数值小得多。这种电位差比起始值减小的现象称为???化。当电池接通后，阴极电位变低(称为阴极极化)，阳极电位变高(称为阳极极化)，从而导致阴极和阳极的电位差变小。极化的结果是腐蚀速度大幅度降低。

通常，在腐蚀电池中阳极极化的程度不大，只有当阳极上因氧化产物的积累使金属外表状态发生了变化，产生了所谓钝态的情况下，才显示出显著的极化。而在阴极局部，假使接受电子的物质不能迅速地扩散，或者阴极反响产物不能很快被排走，那么由于金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的电子就会堆积起来，产生阴极极化。

由此可见，在发生电化学腐蚀的情况下，溶液中必定有易于接受电子的物质，这些物质在阴极上接受电子，消除阴极的极化，使腐蚀速度加快。这种消除或减小电极极化的作用称为去极化。起去极化作用的物质称为去极化剂。例如，当水中有溶解氧(O2)时，水中溶解氧将会消耗阴极上的自由电子起去极化作用：

O2+2H2O+4e=4OH—

这种水中溶解氧充当去极化剂发生的金属腐蚀过程称为吸氧腐蚀〔氧的去极化腐蚀〕。当水溶液的pH值较低时，水中H+浓度大，此时H+就是去极化剂，它的去极化作用为：

2H++2e=H2

这种氢离子充当去极化剂，发生的金属腐蚀过程称为析氢腐蚀〔氢的去极化腐蚀〕。;(4)金属的腐蚀速度

金属腐蚀的速度是表示单位时间内金属腐蚀程度的一种方法，通常是用平均腐蚀速度来表示。平均腐蚀速度有时简称为腐蚀速度。常用的两种腐蚀速度表示方法为：

(1)按质量的减少表示。金属的腐蚀程度可以由样品腐蚀后重量的减少来评定。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。当两种金属的密度不同时，按重量计假设其腐蚀速度相等，它们的腐蚀深度显然是不等的，密度大的金属，其腐蚀深度要浅一些。因此，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。

2.3影响电化学腐蚀的因素

影响金属腐蚀的因素可分为金属本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。影响金属腐蚀的内在因素有金属的种类、结构，金属中含有的杂质等。其中，金属的种类是一个很重要的因素，不同金属的耐腐蚀性能有很大差异。对于某一确定的金属设备来说，外在因素的影响就成为影响该设备金属腐蚀的主要因素。影响金属腐蚀的外在因素主要包括水中的溶解氧量、pH值、温度、盐类的成分和含量等。;锅炉给水系统包括给水和凝结水管道，给水泵，凝结水泵，高、低压加热器，省煤器，疏水箱等设备。在此系统中的水所溶解的氧和二氧化碳是引起该系统金属腐蚀的主要原因。

1.给水系统的腐蚀

1.1溶解氧腐蚀

(1)腐蚀机理

溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形