碳钢在两种氯化物溶液中的极化行为

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氯离子对电站常用金属材料腐蚀行为的影响解析

氯离子对电站常用金属材料腐蚀行为的影响解析

156研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2023.12 (上)境影响因素主要包括温湿度和降雨量以及日照强度等,不同地区在季节变化过程中,金属腐蚀的变化比较明显,而且具备周期性特征。

1.3 腐蚀产物在金属表面堆积金属腐蚀形成的腐蚀产物,后续的腐蚀速度也会受到影响。

腐蚀产物的种类和形貌状态等直接关系到保护性,例如,铝的氧化膜具有较高的致密性,可以降低腐蚀速度。

但是,会加速腐蚀一些金属的腐蚀产物,例如,因为蓬松结构会增加初期腐蚀产物的反应面积。

2 概述电站常用金属材料腐蚀行为2.1 做好电站常用金属材料腐蚀行为控制工作的重要性在电站行业中普遍存在腐蚀性介质,因此,电力生产过程中各种设备很容易接触腐蚀性介质,从而引发腐蚀问题,而且电站的温度和压力等条件需要符合相关要求,否则,将会加剧腐蚀问题。

如果电站设备发生腐蚀问题,将会直接影响使用寿命和维修周期以及生产效率等,同时会增加生产成本。

2.2 腐蚀原因(1)内部原因。

①电站设备利用活泼性金属,因此,很容易和外界物质发生反应。

②电站生产环境比较复杂,因此很容易腐蚀很多金属材料,而且在特定条件下金属材料很容易产生反应。

③在同一环境下,不同金属材料具有不同的抗腐蚀能力,材料本身性质和外界环境的活跃度发挥着重要的影响。

④管理人员的设备维护和保养工作直接关系到金属设备的金属材料抗腐蚀能力,通过定期保养设备,可以使设备抗腐蚀能力因此提高。

(2)外部原因。

外界物质的介入直接关系到电站金属腐蚀,在化工生产过程中需要投入较多的生产原料,这些原料如果具备强腐蚀性特征,将会腐蚀金属设备。

虽然一些原料并不具备强烈的腐蚀性,但是经过化学反应,将会转变为强腐蚀性的物质,在高温和高压作业条件中,设备介质可能会发生移动,进一步扩大腐蚀面积。

2.3 设备常用金属材料防腐的不足之处(1)腐蚀结构工艺不合理。

结构工艺直接影响设备防腐蚀性能,因此,需要合理选择防腐工艺,合理实际工作的不足之处。

不锈钢的点腐蚀机理

不锈钢的点腐蚀机理

不锈钢的点腐蚀机理在金属表面局部地方出现向深处发展的腐蚀小孔,其余表面不腐蚀或腐蚀很轻微,这种形态成为小孔腐蚀,简称点蚀。

金属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。

一种点蚀是由局部充气电池产生,类似于金属的缝隙腐蚀。

另一种更常见的点蚀发生在有钝化表现或被高耐蚀性氧化物覆盖的金属上。

4.1 电化学腐蚀的基本原理通过原电池原理可以更好地说明电化学腐蚀机理。

当2种活泼性不同的金属(如铜和锌)浸入电解质溶液,2种金属间将产生电位差,用导线连接将会有电流通过,在此过程中活泼金属(锌)将被消耗掉,也就是被电化学腐蚀。

不同于化学腐蚀(如金属在空气中的氧化,锌在酸溶液中的析氢),电化学腐蚀一定有电流产生,并且电流量的大小直接与腐蚀物的生成量相关,即电流密度越大腐蚀速度越快。

各种金属在电解质溶液中的活泼程度可用其标准电极电位表示,即金属与含有单位活度(活度与浓度正相关,在浓度小于10-3mol/L时认为两者值相同)的金属离子,在温度298K (25℃),气体分压1.01MPa下的平衡电极电位。

标准电极电位越低,金属或合金越活泼,在与高电位金属组成电偶对时更易被腐蚀。

由此可见,决定金属标准电极电位的因素除了金属的本质外还有:溶液金属离子活度(浓度)、温度、气体分压。

另外一个重要影响因素是金属表面覆盖着的薄膜。

除了金、铂等极少数贵金属外,绝大多数金属在空气中或水中可以形成具有一定保护作用的氧化膜,否则大部分金属在自然界就无法存在。

金属表面膜的性质对其腐蚀发生及腐蚀速度都有着重要影响。

4.2 不锈钢的耐腐蚀原理不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的(例如它不象选择性氧化而形成的那些保护性薄膜),致使这些材料能够进行加工而不失去抗氧化性。

合金必须含有足够量的铬以形成基本上由Cr2O3组成的表皮,以便当薄膜弄破时有足够数目的铬(Cr3+)阳离子重新形成薄膜。

如果铬的比例低于完全保护所需要的比例,铬就溶解在铁表面形成的氧化物中而无法形成有效保护膜。

氯离子对碳钢在混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响

氯离子对碳钢在混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响
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企 犯 学 院 学 辗. 自 ( 然科学版)
20 0 6年 1 O月 第1 6卷 增 刊
Jun f ee U i r t( a rl c ne ) ora o fi nv sy N t a S i cs l H ei u e
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清洗 , 并在气流干燥器上干燥 , 再称重.
平均腐蚀速率计算公式 : = ( 。 m 一m /t )s , 式中, 为腐蚀速率 ( m-h ) m 为钢筋原质 量 ( ) m 为腐蚀后 钢筋 的质量 ( ) s g・ 2 , 。 g, g , 为钢筋 的腐
收稿 日期 :0 6— 8— 6 20 0 2
氯化物是引起碳钢在混凝土中腐蚀 的主要原 因之一 , 混凝土 中碳钢的腐蚀大都是氯离 子破坏 了强碱
条件下形成的钝化膜而引起 的. 当达到依赖于电势 .的氯离子 的临界浓度时 , 2 碳钢表面钝化膜遭破坏而 被腐蚀. 人们做了许多实验 , 研究氯离子浓度对混凝土孔隙液 中碳钢腐蚀行为的影 响 , 以便确定 碳钢不被
液) 中的腐蚀 行为 的影响. 结果表 明,高 p H值的混凝土孔 隙液 能减缓 氯离子对碳 钢 的腐 蚀 ; p 当 H≥1 . 3 6时, 在 N C 浓度小于 3 的混凝 土孔 隙液 中, a1 % 碳钢表面 因生成钝 化膜 而不被腐蚀 ; p 当 H≤9时, 混凝土 孔隙液 中无论 是 否存在 c 一, l 碳钢 均会被腐蚀 ; p 当 H=1 . 2 5时, 混凝土孔 隙液 中Na 1 C 浓度 小于 0 0 % , . 5 碳钢 则不被腐 蚀 ; 当混凝
( ) 和 C ( H)溶 液 , H =1. ; 2饱 aO 2 P 2 5

氯离子对电站常用金属材料腐蚀行为的影响

氯离子对电站常用金属材料腐蚀行为的影响

第42卷第4期 2021年4月腐蚀与防护CORROSION PROTECTIONVoi. 42 No. 4April 2021DO I:10. 11973 fsyfh-202104003氯离子对电站常用金属材料腐蚀行为的影响张贵泉1,孙雅萍2,苏尧'姚洪猛2,姚建涛1,龙国军1,龚兵2(1.西安热工研究院有限公司,西安710032; 2.华能山东石岛湾核电有限公司,荣成264312;3.中国神华能源股份有限公司国华电力分公司,北京100025)摘要:介绍了氯离子对电站常用碳钢、低合金钢和不锈钢在电站停用期间腐蚀行为(简称停用腐蚀)影响的研究进 展,讨论了氯离子对碳钢、低合金钢和不锈钢的停用腐蚀作用机理和影响因素。

结果表明:碳钢、低合金钢和不锈钢的停用腐蚀作用机理不同,碳钢和低合金钢停用腐蚀的主要诱因是凝结水和水中溶解氧存在,不锈钢停用腐蚀的发生主要归因于表面溶液介质中氧离子的浓缩。

降低空气湿度、金属表面成膜和隔绝空气是抑制氯离子对金属材料造成停用腐蚀的较好方法。

关键词:氯离子;碳钢;低合金钢;不锈钢;停用腐蚀中图分类号:TG174 文献标志码: A 文章编号:1005-748X(2021)04-0014-05Influence of Chlorine Ion on Corrosion Behavior of Metal Materials Used in Power Plants Z H A N G Guiquan1,S U N Yaping2,S U Yao3,Y A O Hongmeng2,Y A() J iantao1,L O N G Guojun1, G O N G Bing2(1. Xi’an Thermal Power Research Institute C o.,L td.,Xi’an 710032,China; 2. Huaneng Shandong Shidao Bay Nuclear Power C o.,Ltd. , Rongcheng 264312, China;3. Guohua Electric Power Branch, China Shenhua EnergyCo. , Ltd. , Beijing 100025, China)Abstract:The research progress of the effect of chloride ion on the corrosion behavior of carbon steeh low-alloy steel and stainless steel commonly used in power stations during power station shutdown (abbreviated as shutdown corrosion) is introduced. The mechanism and influence factors of chloride ion on the shutdown corrosion of carbon steel, low alloy steel and stainless steel are discussed. The results show that the shutdown corrosion mechanisms of carbon steel, low alloy steel and stainless steel are different. The main cause of shutdown corrosion of carbon steel and low alloy steel is the presence of condensed water and dissolved oxygen in the water. The shutdown corrosion of stainless steel is mainly attributed to the concentration of chloride ion in the surface solution medium. Reducing air humidity, forming a film on the metal surface and isolating the air are good ways to inhibit the shutdown corrosion of metal materials induced by chloride ion.Key words:chloride ion;carbon steel;low alloy steel;stainless steel;shutdown corroson在电力生产过程中,氯离子被广泛认为是发电机组水汽系统中危害最大的活性阴离子,微量氯离 子就足以破坏金属表面钝化膜,甚至引起水冷壁管腐蚀穿孔[12]、核电蒸汽发生器传热管腐蚀开裂[3]和 汽轮机叶片腐蚀断裂[4]等严重安全事故。

碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线

碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线

碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线【目的要求】1. 掌握准稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。

2. 了解极化曲线的意义和应用。

3. 掌握恒电位仪的使用方法。

【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种 因素,必须对电极过程进行研究, 其中极化曲线的测 定是重要方法之一。

我们知道在研究可逆电池的电动 势和电池反应时,电极上几乎没有电流通过, 每个电 极反应都是在接近于平衡状态下进行的, 因此电极反应是可逆的。

但当有电流明显地通过电池时, 电极的平衡状态被破坏,电极电势偏离平衡值, 电极反应处 于不可逆状态,而且随着电极上电流密度的增加,电极反应的不可逆程度也随之增大。

由于电流通过电极 而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化, 描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化 曲线,如图2-19-1所示。

金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程, 如下式所示: n+M T M + ne此过程只有在电极电势正于其热力学平衡电势时才能发生。

阳极的溶解速度随电位变正 而逐渐增大,这是正常的阳极溶出, 但当阳极电势正到某一数值时,其溶解速度达到最大值,此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化现象。

图 2-19-1 中曲线表明,从 A 点开始,随着电位向正方向移动,电流密度也随之增加,电势超过 B 点 后,电流密度随电势增加迅速减至最小, 这是因为在金属表面生产了一层电阻高, 耐腐蚀的 钝化膜。

B 点对应的电势称为临界钝化电势,对应的电流称为临界钝化电流。

电势到达 C点以后,随着电势的继续增加, 电流却保持在一个基本不变的很小的数值上, 该电流称为维钝电流,直到电势升到D 点,电流才又随着电势的上升而增大,表示阳极又发生了氧化过程,可能是高价金属离子产生,也可能是水分子放电析出氧气,DE 段称为过钝化区。

2. 极化曲线的测定 (1)恒电位法恒电位法就是将研究电极的电极电势依次恒定在不同的数值上, 然后测量对应于各电位下的电流。

油田套管P110钢在含氯介质中的腐蚀行为研究

油田套管P110钢在含氯介质中的腐蚀行为研究

油田套管P110钢在含氯介质中的腐蚀行为研究华万欣;秦开明;张再良;王勇【摘要】Corrosion behavior of P110 oil pipeline steel in NaCl, KC1 , CaCl2 solution was investigated in this paper. The effects of the temperature and the concentration on corrosion behavior were also analyzed. The results showed that the corrosion resistance of P110 steel increased with the temperature and the concentration of chloride ions. With the temperature increased, the corrosion potential increased and the corrosion current density decreased. The corrosion rate of P110 steel always abide by the order of NaCL>KCL>CaCl2%采用电化学方法测试了油田套管用P110钢在NaCl、KCl和CaCl2三种含氯溶液中的极化曲线,分析了温度和浓度对其腐蚀行为的影响规律.结果表明,在单一饱和氯化物溶液中,P110钢耐蚀性随着温度的升高而升高,溶液中的溶解氧含量降低,P110钢的腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,在20、40、60℃时的饱和溶液中,P110钢耐蚀性随着浓度的增加而增加.P110钢在不同介质中的腐蚀速率均为:NaCl>KCl>CaCl2.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)015【总页数】2页(P69-70)【关键词】套管;含氯介质;P110钢;腐蚀行为【作者】华万欣;秦开明;张再良;王勇【作者单位】东北石油大学材料科学与工程系,大庆163318;中国石油工程建设公司苏丹分公司,北京100120;中国石油工程建设公司苏丹分公司,北京100120;东北石油大学材料科学与工程系,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE80 引言P110钢是美国石油学会标准套管和油管规范API Spec 5CT中的钢种[1],用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑,以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行,起固定石油和天然气油井壁或井孔的作用。

不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理

不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理

不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。

化学腐蚀的环境介质是非电解质(汽油、苯、润滑油等),电化学腐蚀的环境介质是电解质(各种水溶液)。

电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程,该过程能否进行取决于金属能否离子化,而离子化的趋势可用金属的标准电极电位(ε0)来表示。

由于碳化物、夹杂物,以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用,将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。

电极电位差愈大,微阳极和微阴极间的电流强度愈大,钢的腐蚀速度也愈大,微阳极部分产生严重的腐蚀。

在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化,极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。

电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解,都可能是极化的表现形式。

反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素,都将影响极化的速度。

用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。

当不锈钢与异种金属接触时,需考虑电化学腐蚀。

但若不锈钢是正极,则不会产生电流腐蚀。

钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。

某些元素(如氯)可以击穿钝化膜,造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀,故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。

为了提高不锈钢的耐腐蚀性能,其应处于钝化状态(必要条件),钝化后腐蚀电流密度要低(腐蚀速度),钝化状态的电位范围要宽(相对稳定性)。

对于含镍材料来说,腐蚀有两种主要形式:一种是均匀腐蚀,另一种是局部腐蚀。

在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。

此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。

在这种情况下,钢表面形成疏松层,这层腐蚀产物很容易去除。

另一方面,像合金400这种耐腐蚀性较好的金属,它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。

这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。

《Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为》范文

《Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为》范文

《Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为》篇一一、引言在当代工程领域中,钢铁材料的广泛应用和其易于受到腐蚀的影响成为研究的重点。

其中,Q235钢作为一种常见的结构材料,在多种环境下的耐腐蚀性能尤为重要。

特别是在氯化钠污染的粉土环境中,电化学腐蚀成为影响其性能的主要因素之一。

本文旨在研究Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为,为相关工程应用提供理论依据和指导。

二、Q235钢的基本特性Q235钢是一种常用的碳素结构钢,具有较好的塑性和焊接性能,被广泛应用于建筑、桥梁、车辆制造等领域。

然而,这种钢材在特定环境下易受到腐蚀的影响,尤其是当其暴露在含有氯化物的环境中时。

三、氯化钠污染粉土的特性和影响氯化钠污染的粉土是一种常见的土壤类型,其中的氯化物对钢铁材料有显著的腐蚀作用。

当Q235钢暴露在这样的环境中时,会引发电化学腐蚀过程,导致材料性能的退化。

四、电化学腐蚀行为研究方法为了研究Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为,本文采用了电化学测试方法,包括极化曲线测试、电化学阻抗谱(EIS)等。

通过这些方法,可以分析钢的腐蚀速率、腐蚀机理以及腐蚀过程中的电化学反应。

五、Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀行为分析(一)腐蚀速率与机理通过极化曲线测试,我们发现Q235钢在氯化钠污染粉土中的腐蚀速率较高。

这主要是由于氯化物能够加速钢铁的阳极溶解过程,形成导电性较高的离子层,加速了阴极反应的发生。

同时,由于粉土的多孔结构,也为电解质的渗透提供了条件,进一步加剧了电化学腐蚀过程。

(二)电化学反应过程在电化学反应过程中,Q235钢作为阳极发生氧化反应,铁原子溶解并释放电子;而阴极则发生氢气析出或氧还原反应。

这一过程中,由于氯化物的存在,加速了电子的传递和反应速度,从而加快了整体腐蚀进程。

六、实验结果与讨论实验结果表明,Q235钢在氯化钠污染粉土中的电化学腐蚀是一个复杂的过程,涉及到多个因素的相互作用。

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碳钢在两种氯 化物溶液 中的极 化行为
彭 群 ’ 王晓燕 ’ 方金凤 ’ 曹 国良
(. 鞍 山钢铁股份有 限公 司技 术 中心 ,安徽 马鞍 山 2 3 0 ; 1马 4 0 0 2 海军工程大 学化 学与材料 系,湖北 武 汉 4 0 3 ) . 30 3

要 :利 用极化试验和 交流 阻抗试验研 究 了 钢在 05 N 4 1 O5 N C 溶液 中的点蚀 碳 . M H C 和 . M a 1
mir so ea dee t npo e coa ay e ( P co c p n lcr r b r —n lz r E MA)T e e ut s g etdta c r o e l x ii d o mi . h s l u g s t ab ns e hbt r s e h t e e
PENG n , ANG a y n , ANG i -e g , Qu ’ W Xio— a ’ F Jn f n ’ CAO o l g Gu -an i ( . c n l g ne , a n h n Io n te . d M a n h n2 3 0 , i a 1 Te h oo y Ce tr M a s a na dS e l r Co Lt , a s a 4 0 0 Ch n ;
行 为 ;通过 金 相 显微 镜 和 电子 探 针 对 钢 的 腐 蚀 形 貌进 行 观 察 。结 果 表 明 :碳 钢 在 O5 Na 1 O5 .M C 和 . M
N 1 H C 溶液 中的极化 曲线都 出现 活化特征 。随着溶液 p H值 的增加 和 N H O 的添加 , aC 3 碳钢 在 N 4 1 H C
关键 词 :碳钢
点蚀Leabharlann 活化峰 中图分类号 :T 7 . 文献标 识码 :A 文章编号 :1 0 -8 82 1 )90 4 —4 G1 25 0 87 1 (0 00 —0 10
Poa ia i n Be a i ro r o t e l rz to h vo fCa b n S e l nTwoCh o i eS l t n i l rd o u i s o
和 N C 溶液 中极化 曲线上均有活化 、活 化 一 a1 钝化转 变、钝 化和 点蚀特征 。显微观 察表明 , 中的夹 钢
杂物是主要 的点蚀诱 发源。碳 钢在 O5 Na 1 0 M H C 溶液 中形成 的活化峰 分别 与形成 沉积 . M C 和 . N 4 1 5
膜和络合物有 关。
2 De at n f h mi r n tr lNa a ies yo n ie r g Wu a 3 0 3 Chn ) . pr me t e s ya dMaei , v l v ri f gn e n , h n4 0 3 , ia oC t a Un t E i
Ab t a t P t n e a i r f ab nse ln05 C1 d05 a ou o s t de ym e s sr c : i i gb h vo r o e .M Na .M NH C1 l t nwa u idb a t oc t i n a s i s n o o a iai n tssa d AC m p d n et ss Th i o r so h r c e itc a e n d t r i e y fp l rz to e t n i e a c e t . erc ro i n c a a t rsi sh d b e e em n d b
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