腐蚀与防护课设
沈阳工程学院
课程设计
设计题目：材料腐蚀与防护
系别能动学院班级能化本111 学生姓名马骏学号 13 指导教师李兵牛薇职称讲师
起止日期： 2014年 7月7日起——至 2014年7 月18日止
沈阳工程学院
材料腐蚀与防护课程设计成绩评定表系（部）：能动学院班级：能化本111 学生姓名：马骏
目录
腐蚀
管道的腐蚀控制
一、阴极保护的原理 ------------------------------------------------ 3
二、阴极保护的基本参数--------------------------------------------- 4
三、牺牲阳极阴极保护 --------------------------------------------- 5
四、外加电流阴极保护 -------------------------------------------- 7
五、阴极保护投入运行的调试 ---------------------------------------- 8
六、强制电流法----------------------------------------------9
锅炉给水系统的腐蚀与防护
一、金属电化学腐蚀机理 --------------------------------------------- 10
二、影响电化学腐蚀的因素 -------------------------------------------- 10
三、金属腐蚀防护方法 -------------------------------------------- 10
四、给水系统金属防护实例 -------------------------------------------- 10
五、给水系统的金属腐蚀 -------------------------------------------- 11
六、防护方法 -------------------------------------------------------- 12
锅炉炉水腐蚀与防护
一、热力系统水汽循环 ------------------------------------------------ 14
二、水汽系统的杂质及危害 -------------------------------------------- 14
三、天然水中含有的杂质 --------------------------------------------- 14
四、汽包锅炉的炉水处理方法 ----------------------------------------- 15
五、普通磷酸盐处理 -------------------------------------------- 15
六、协调磷酸盐处理 --------------------------------------------- 15
七、酚酞碱度P与PO43-的关系 --------------------------------------- 16
八、酚酞碱度P与PO43-的关系 ----------------------------------------- 16
九、给水中性处理 ------------------------------------------------- 16
十、联合水处理 -------------------------------------------------- 17
十一、给水、凝结水处理方式 ---------------------------------------- 17
一，腐蚀
1.腐蚀的定义：从广义上讲，腐蚀是材料和环境相互作用而导致的失效。这个定义包含了所有的天然和人造材料，例如塑料、陶瓷和金属。我们通常所研究的腐蚀是金属的腐蚀，金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学作用所引起的金属损失的现象和过程。
2.腐蚀的分类：腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀全面腐蚀。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀（金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种）。
（1）化学腐蚀指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀是在一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用，即氧化还原反应是在反应粒子相互作用的瞬间于碰撞的那一个反应点上完成的。在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂间直接进行，因而没有电流产生。
（2）电化学腐蚀指金属与电解质因发生电化学反应而产生的破坏。
特点：在腐蚀过程中有电流产生
3.腐蚀的基本原理：腐蚀的基本原理是腐蚀原电池理论。由于不同金属本身的电偶序（即电位）存在着差别，当两种金属处于同一电解质中，并由导体连接这两种金属时，腐蚀电池就形成了。电流通过导体和电解质形成电流回路，此时两种金属之间的电位差越大，则电路产生的电压越大。腐蚀电池一旦形成，阳极金属表面因不断地失去电子，发生氧化反应，使金属原子转化为正离子，形成以氢氧化物为主的化合物，也就是说阳极遭到了腐蚀；而阴极金属则相反，它不断地从阳极处得到电子，其表面因富集了电子，金属表面发生还原反应，没有腐蚀现象发生。
管道腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处环境条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法，在油气管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为以下五类：
1、选择耐腐蚀材料
2、控制腐蚀环境
3、选择有效的防腐层
4.、阴极保护
5、添加缓蚀剂
管道的腐蚀控制
摘要：腐蚀控制是埋地管道长期安全运行的重要保证，有效的腐蚀控制取决于对腐蚀环境的里了解、正确的防腐设计、良好的工程质量一起适当的维护。从防腐层设计的选择、工程质量、维护管理等方面叙述了目前我国管道运输腐蚀控制中存在的问题。土壤性质评价、杂散
干扰腐蚀评价及土壤条件的识别等管道沿线环境评价既是为防腐层的选用做准备，也是为阴极保护和附加保护设计提供依据。正确防腐设计应遵循的原则是，以低防腐风险方式提高系统内在的可靠性；在给定可靠性基础上切合实际地降低费用。设计中还应注意：1.技术实施的可靠性与可行性；2.补口补伤技术与管体防腐蚀技术的匹配性；3.所选覆盖层在土壤中的稳定性。在优化的方案设计、。
良好的工程质量基础上，通过适当的维护实现其持续有效性，可达到理想的腐蚀控制
关键字：管道防腐阴极保护
正文：管道阴极保护基本知识
一、阴极保护的原理：每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。在生产生活中主要方法是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
图（1）阴极保护原理极化曲线
1、牺牲阳极法
将被保护金属和一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。
在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护。
2、强制电流法（外加电流法）
将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流等。如图（2）
图（2）
二、阴极保护的基本参数：
1、最小保护电流密度
使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称作最小保护电流密度。新建沥青管道最小保护电流密度为30—50μA/m2，环氧粉末的管道一般为10--30μA/m2，新建储罐罐底板最小保护电流密度为1--5mA/m2表示，老罐为5—10mA/m2。
2、最小保护电位
为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。
最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。因此该电位值是监控阴极保护的重要参数。
实验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V（相对饱和硫酸铜参比电极）。
3、最大保护电位
在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大的负电位值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就是最大保护电位。
阴极保护电位越大，防腐程度越高，单站保护距离也越长，但是过大的电位将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属表面的粘接力受到破坏，产生阴极剥离，严重时可以出现金属“氢破裂”。同时太大的电位将消耗过多的保护电流，形成能量浪费。
三、牺牲阳极阴极保护：牺牲阳极阴极保护是将活性不同的两种金属连接后，处于同一电解质中，活性强的金属失去电子，受到腐蚀，活性差的金属得到电子受到保护。由于在这一过程中，活性强的金属被腐蚀，所以称为牺牲阳极阴极保护，如图（3）。
图（3）
1、常见的牺牲阳极材料
1）、镁合金阳极
根据形状以及电极电位的不同，镁合金阳极可用于电阻率在 20欧姆.米到 100欧姆.米的土壤或淡水环境。高电位镁合金阳极的电位为-1.75V (CSE)；低电位镁阳极的电位为
-1.55V(CSE)。
2）、锌合金阳极
锌合金阳极多用于土壤电阻率小于15 欧姆.米的土壤环境或海水环境。电极电位为
-1.1V(CSE)。温度高于40C时，锌阳极的驱动电位下降，并发生晶间腐蚀。高于60C 时，它与钢铁的极性发生逆转，变成阴极受到保护，而钢铁变成阳极受到腐蚀。所以，锌阳极仅能用于温度低于40C的环境。
3）、回填料
当使用填料时，阳极的电流输出效率提高。如果将阳极直接埋入土攘，由于土壤的成分不均匀，会造成阳极自身腐蚀，从而降低阳极效率。采用填料，一是保持水分，降低阳极的接地电阻，二是使阳极表面均匀腐蚀，提高阳极利用效率。
图（4）牺牲阳极填包料的配方
2、牺牲阳极的埋设方式
1）、牺牲阳极埋设有立式和卧式两，埋设位置分轴向和径向。
2）、牺牲阳极在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。
3）、阳极与管道的距离，一般情况下阳极埋设位置应距管道3～5ｍ，最小不宜小于0.3ｍ，成组埋设时，阳极间距以2～3ｍ为宜
四、外加电流阴极保护：外加电流阴极保护系统主要由直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施四部分组成。
1、电源设备（恒电位仪）
强制电流系统要求电源设备能够不断地向被保护金属构筑物提供阴极保护电流，要求电源设备安全可靠；电源电压连续可调；能够适应当地的工作环境（温度、湿度、日照、风沙）；功率与被保护构筑物相匹配；操作维护简单。
目前常用的阴极保护电源设备有太阳能电池、整流器、恒电位仪，国内多用恒电位仪，都能国产化，恒电位仪不仅能够恒电位输出，还能恒电流输出。用户可以根据需要调节。
2、阳极地床
辅助阳极是外加电流阴极保护系统中，将保护电流从电源引入土壤中的导电体。通过辅助阳极把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化 (防止电化学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道在回路中为负极处于还原环境中，防止腐蚀，而辅助阳极进行氧化反应遭受腐蚀。常用的阳极材料有：高硅铸铁、石墨、钢铁、柔性阳极。
*阳极地床的设计遵循以下几方面要求：
（1）阳极种类的选择：
①在一般土壤中可采用高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极。
②在盐渍土、海滨土或酸性和含硫酸根离子较高的环境中，宜采用含铬高硅铸铁阳极。
③高电阻率的地方宜使用钢铁阳极。
④覆盖层质量较差的管道及位于复杂管网或多地下金属构筑物区域内的管道可采用柔性阳极，但不宜在含油污水和盐水中使用。
（2）辅助阳极埋设位置的选择：
①地下水位较高或潮湿低洼处。
②土层厚,无块石,便于施工。
③土壤电阻率一般应小于50欧姆米，特殊地区也应小于100Ω.m。
④对邻近的地下金属构筑物干扰小，阳极地床与被保护管道之间不得有其它金属管道。
⑤考虑阳极附近地域近期发展规划及管道发展规划以避免建后可能出现的搬迁；
⑥阳极位置与管道的垂直距离不宜小于50m。
⑦地面金属构筑物较多，用地狭窄时，可采用深井阳极，以减小对其它金属构物的干扰又节约用地。
（3）辅助阳极的结构：①浅埋式地床结构、②深埋式阳极(深井式)
图（5）
3、阴极保护的附属设施：
（1）、埋地型参比电极（2）、测试桩（3）、电绝缘装置（4）、检查片（5）、均压线（6）、导线
4、管道实施阴极保护的基本条件：
（1）、管道必须处于有电解质的环境中，以便能建立起连续的电路。如土壤、海水、河流等介质中都可以进行阴极保护。
（2）、管道必须电绝缘。首先，管道必须要采用良好的防腐层尽可能将管道与电解质绝缘，否则会需要较大的保护电流密度。其次，要将管道与非保护金属构筑物电绝缘，否则电流将
流失到其他金属构筑物上，造成其他金属构筑物的腐蚀以及管道阴极保护效果的降低。（3）、管道必须保持纵向电连续性。
五、阴极保护投入运行的调试：
1、阴极保护投入前对被保护管道的检查：
管道对地绝缘的检查：从阴极保护的原理介绍, 已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘接头的绝缘性能是否正常；管道沿线的阀门应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施，管道在地下不应与其它金属构筑物有"短接"等故障；管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺陷与损伤均应在施工验收时使用埋地检漏仪检测，修补后回填。
2、对阴极保护施工质量的验收：
（1）对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求，各种接地设施是否完成，并符合图纸设计要求。
（2）对阴极保护的站外设施的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求，尤其是阳极引线接正极，管道汇流点接负极，严禁电极接反。
（3）图纸、设计资料齐全完备。
3、阴极保护投入运行的调试：
（1）组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、阳极地床接地电阻，同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料均需分别记录整理，存档备用。
（2）阴极保护站投入运行：
按照恒电位仪的操作程序开启，给定电位保持在-1.20伏左右，待管道阴极极化一段时间(4小时以上)开始记录直流电源输出电流、电压，测试通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位，调整通电点电位至规定值，继续给管道送电使其完全极化 (通常在24小时以上)。再重复第一次测试工作，并做好记录。若最远端保护电位过低，则需再适当调节通电点电位。
（3）保护电位的控制
各站通电点电位的控制数值, 应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85伏以上，同时各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时，管道上相邻阴极保护站间加强联系，保证各站通电点电位均衡。
（4）当管道全线达到最小阴极保护电位指标后，投运操作完毕，各阴极保护站进入正常连续工作阶段。
4、优缺点
优点：
1）.不需要外部电源；
2）.很少维护；
3）小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰；
4）.容易安装；
5）.多数情况下易于增加阳极；
6）.提供均匀的电流分配
缺点：
1）.较低的驱动电压/电流；
2）.对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极；
3）.在高电阻的土壤环境下可能是无效的；
4）.由于较低的电流效率（自腐蚀消耗），其每安培电流费用高于外加电流阴极保护；
5）.替换用废的阳极是困难或昂贵的。
5、应用
（1）埋地管道上防腐层很差或根本没有防腐层的阀门；
（2）短套管或覆盖层受到严重破坏的部位；
（3）发生电屏蔽的区域，该区域应经消弱了来自远方外加电流系统的有效电流；
（4）如果在适宜的环境下发生了阳极干扰，牺牲阳极可以用于管线的泄流点上，使流入管道的干扰电流返回干扰电流源。
（5）对于埋地结构众多，且复杂的区域，采用外加电流阴极保护而又不对与其相近的结构物产生干扰是非常困难的。对于这种环境下的结构，牺牲阳极法则是比较经济的选择。
（6）牺牲阳极被广泛应用于交换器的内壁和其他容器的内壁的保护。防护效果取决于内衬的质量、介质的流动和温度。
（7）深海结构物，可用大的牺牲阳极保护水下构件。
（8）轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌块，来防止船壳等的腐蚀
电化学保护法的应用除海水或管道设备的保护外，还应用于防止电缆和化工设备等的腐蚀。
六、强制电流法（外加电流法）
（一）定义：外加电流阴极保护是通过外部电源来改变周围环境的电位，使得需要保护的设备的电位一直处在低于周围环境的状态下，从而成为整个环境中的阴极，这样需要保护的设备就不会因为失去电子而发生腐蚀了。这种强制外加电流的阴极保护系统是由整流电源、阳极地床、参比电极、连接电缆组成的，主要用在大型设备的阴极保护或者土壤电阻率比较高的环境中的设备的阴极保护，比如长距离输油输气等埋在地下的工业管道还有大型的储备石油等工业原料的储罐群都是使用这种外加电流的阴极保护方式。
（二）铁生锈的过程可分为两类：
1、化学腐蚀，高温下铁直接和氧气反应，得到氧化铁。（不太普遍）
2、电化学腐蚀（普遍），分两种：析氢腐蚀，贴在酸性较强的潮湿环境中发生的腐蚀。
二、吸氧腐蚀，自然界中最为普遍。
条件：不纯的铁，空气，潮湿的环境。
道理是：在潮湿的环境中，不纯的铁（含碳）形成了铁---氧气--水无数个微小的原电池。
铁：负极：Fe-2e-=Fe2+
碳：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3+空气中失水=【Fe2O3·nH2O】（铁锈）+(3-n)H2O
由以上式可知：铁失电子后与氧、水形成铁锈而溶解在水中，这样钢结构就会一点一点的腐蚀掉。
既然上式中正极要得电子形成氢氧根，那么我们就通过外加电流提供给保护的钢结构（负极）电子，这样钢结构中的铁就不会失电子而被腐蚀了。
锅炉给水系统的腐蚀与防护
摘要：炉给水系统设备众多，管道复杂，熟悉给水系统流程，了解腐蚀类型、原理、特点等内容，从而掌握防护方法，减缓腐蚀，对于实际运行有指导意义。
关键字：锅炉给水系统腐蚀防护
概述：锅炉给水系统包括汽轮机凝结水、加热器输水的输送管道和加热设备，其中包括凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、除氧器，给水泵、高压加热器、省煤器和疏水箱等。此系统中各种设备和管道大都是由碳钢制成的，所以给水系统可能发生的故障就是金属腐蚀。在给水系统中，发生的大都是电化学腐蚀。因此，了解并掌握电化学腐蚀机理，各种设备的腐蚀概况，从而采取应对防护方法，减缓服饰，保证呢过整个系统安全经济运行。
图（6）电厂流程
正文：目前我火电厂锅炉所用的燃料主要是煤。现在大型的电厂锅炉一般项将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉燃烧并产生过热蒸汽。在锅炉中实现没得化学能转换成过热蒸汽的热能时，进行着四个相互关联的工作过程，即煤粉制备过程、燃烧过程、通风过程、汽水过程。给水系统中储加热器中用来传热的管件常由黄铜制成外，其余各种设备和管道大都由碳钢制成的，在给水系统中节能发生的故障是金属引起的。
图（4）汽水系统
1、金属电化学腐蚀机理：金属与介质发生电化学反应引起的腐蚀。
2、影响电化学腐蚀的因素：复式电池有金属和其他周围的介质构成。因此影响金属电化学腐蚀本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。金属作为腐蚀电池得阳极，电位越负，腐蚀倾向越大。
不同种类金属的接触、同一金属中杂质的存在以及应力状态下等不均匀腐蚀等不均匀性存在，均是形成腐蚀微电池的条件。对金属进行表面处理是提高其耐腐蚀的重要措施之一。腐蚀介质是腐蚀电池的四大组生之一，是影响金属腐蚀的主要因素。一般规律是介质中去极化及的种类越多、浓度越大、电位越正、pH值越低，对金属的腐蚀作用越大，应根据具体条件和腐蚀电池的腐蚀原理进行分析。
3、金属腐蚀防护方法:防止金属发生电化学腐蚀的主要办法是设法消除产生腐蚀电池形成和作用的各种条件。大体上说，这可从金属材料本身和周围介质两方面着手。
1）、金属材料的选用
金属材料本身的耐蚀性，抓哟与金属的化学成分、金相组织、内部应力及表面状态有关，还与金属设备的合理设计与制造有关。金属材料的表面处理是提高其耐腐蚀性的重要措施。可根据特定介质，选择耐腐蚀材料作为基体金属的表面涂层。
金属材料的那腐蚀性与它所接触的介质密切相关。没有一种材料对所有介质都是耐腐蚀性的，所以应该根据介质的性质来选用金属材料及其制备工艺。在工业实践中，选用金属材料时，除了应考虑它的耐蚀性之外，还要考虑它的机械强度、加工特性及材料价格等方面的因素。
2）、介质的处理
通过对介质进行处理，或除去其有害成分，或添加防腐成分，可以减缓或消除介质对金属的腐蚀作用。例如，锅炉给水的除氧处理，就是除掉锅炉水中溶解氧这种有害成分，提高了水质，从而达到防止给水对金属腐蚀的目的。又例如，在锅炉化学清洁时，在除垢用的酸溶液中加入少量缓蚀剂等药品，改变了清洗液的化学组成，就可以大大减少酸液对锅炉钢材的腐蚀。
4、给水系统金属防护实例
1）、除氧器水箱的涂层法防腐
由于除氧器水箱运行工况复杂，锅炉给水品质高，一般以防腐涂料根本就不能使用，所以涂层法防腐所用的防腐涂料必须要求不脱落，不溶解，耐热、耐水、耐汽性能好，常温施工性能好，并且具备长期稳定的粘连特性与附着力。
因除氧水箱工作温度在158-178℃之间，故涂料的耐热温度选择在200涉水的，按此标
准，有以环氧树脂、醇酸铝粉、有机硅树脂、有机硅铝粉等为成膜物质的涂料满足要求，选择四种涂料工业品，即环氧酚醛烘干防腐漆、黑有机硅烘干耐热漆、铝粉醇酸烘干耐热漆、铝粉有机硅耐热漆。
2）、省煤器的防腐
省煤器的水侧主要是氧腐蚀，在省煤器的进口尤其严重。但省煤器的发生腐蚀、泄露与爆管的主要部位是在烟气侧，其腐蚀机理为磨损。对于大型超高压锅炉，炉膛内燃烧器附近的火焰温度为1400—1600℃,煤粉中挥发出含有二氧化硫、硫化氢等腐蚀性气体，是受热面受到腐蚀。为此，在省煤器的防腐中，一种新技术应用于此。热喷涂技术是采用某种高温热源，将欲涂覆的涂层材料溶化或至少软化，并用气体使之雾化成微细液滴或高温颗粒，高速喷射到经过预处理的基体表面形成涂层的技术。某电厂应用电弧喷涂技术在“四管“中进行防腐处理取得效果显著，尤其在对省煤器管和水冷壁管的应用中，取得较好的效益。
总结：给水系统在锅炉设备的安全经济运行中起着十分重要的作用，其涉及的设备多，管道复杂，腐蚀问题较为普遍。因此，熟悉并掌握给水系统流程是解决此类问题的必备工作。同时，通过理论知识的学习，对应于某些特定设备中，对不同设备腐蚀采取相应防腐措施，保证系统运行的安全性。另外，热喷涂技术作为一种新技术在今后的防腐工作中会有较大发展前景。
图（8）省煤器
5、给水系统的金属腐蚀：
(1)、溶解氧腐蚀
1)、原理：钢铁材料处于含有氧的水中，铁和氧形成两个电极，水溶液构成电解质溶液，金属本身成为电子导体，组成腐蚀电池。铁是阳极，遭到腐蚀，氧为阴极，进行还原。在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素。这种腐蚀称为氧去极化腐蚀腐蚀。
阳极：Fe→Fe2++2e 阴极：O2+2H2O+4e→4OH-
图（9）腐蚀机理示意图
2）、特点：当金属受到溶解氧腐蚀时，表面形成许多小型鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，次层是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产物，这种腐蚀形态成为溃疡腐蚀。如果电场中除氧工作进行不完善，在给水管道和省煤器中常常能看到这种腐蚀。发生在给水管道中的鼓包颜色由黄褐到砖红都有，在省煤气中的大都是砖红色。
3）、影响因素：溶解氧量、pH值、温度、水中离子、水流速度。
（2）、游离二氧化碳腐蚀
1）、原理：当水中有优劣二氧化碳存在时，水呈酸性反应（也叫酸性腐蚀），
CO2＋H2O→H+ ＋HCO3-这样，由于水中氢离子量的增多，就会产生氢去极化腐蚀。
阴极：2H+＋2e→H2;阳极：Fe→Fe2+＋2e
2）、特点：一般强况下，这种腐蚀产物都是易溶的，形成后被水流冲走，不易形成保护膜，所以其腐蚀的特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀不仅降低了金属的强度，而且腐蚀产物随水流进入炉内，往往会引起锅炉内结垢和腐蚀等喜多严重问题。
3）、影响因素：CO2浓度、温度、水的流速。
4）、腐蚀部位：热力设备其实系统中的CO2；来源于补给水和混入汽轮机中的冷却水带入的碳酸化合物。在冷却水中所含的碳酸化合物主要是HCO3-,还有CO2或少量CO32-.在热力系统中，最容易放生的部位是凝结水系统，因为它处于除氧器前。所以凝结水市是热力系统中游离CO2含量较多的部分而且它的水质较纯，只要含有有少量CO2就会使其pH值显著降低。
（3）、同时有溶氧和游离二氧化碳的腐蚀
1）、原理：由于二氧化碳的存在，使水呈酸性，破坏原有的保护膜，又不易形成新的保护膜使氧腐蚀更加严重。如在凝结水系统和给水系统的水流中，同时含有O2和CO2时，由于CO2的存在，使水呈酸性，破坏原有的保护膜，又不易形成新的保护膜试样腐蚀更加严重。 2）、特点：金属表面没有腐蚀产物，而是随着氧气量的多少，呈大小不等的溃疡状态，且腐蚀速度很快。
6、防护方法
1）、给水除氧：给水除氧通常采用热力除氧和化学除氧两种方法，热力除氧在热力除氧器中
进行为给水除氧的主要措施；化学除氧是在水中加入还原剂去除热力除氧后水中残留的的氧，为给水除氧的辅助措施。
2）、热力除氧：根据亨利定律，由除氧器进行除氧，为除氧的主要措施。
3）、化学除氧：通过加入化学药品（还原剂如联氨）与氧气发生化学反应，出去剩余氧，为除氧的辅助措施。
联胺(N2H4) 与溶解O2反应：
N2H4+O2→N2+2H2O
3 N2H4→
4 NH3+N2
对于高参数机组，给水温度≥215℃，pH=8.5~9.2，其加入量一般为氧量的0.5~1倍。
联胺还与Fe2O3、CuO反应：
6Fe2O3+N2H4→4Fe3O4+N2+2H2O
Fe3O4+N2H4→Fe+N2+H2O
CuO+N2H4→Cu+N2+H2O
图（10）
4）、给水pH值调节：就是像汽包中加入一定量的碱性物质，控制给水pH值，降低对钢铁和铜合金材料的腐蚀速度，是给水的含铁量和含铜量符合规定标准。
5）、给水处理新技术（中性处理）：当水中电解质浓度非常小，以至水的电导率低于0.15us ∕㎝时，水中溶解氧就不再对钢铁具有腐蚀性，相反，溶解氧能促使钢表面形成保护膜，从而抑制腐蚀。
锅炉炉水腐蚀与防护
摘要：锅炉水系统腐蚀主要为氧腐蚀、混入腐蚀产物引起的电化学腐蚀、碱腐蚀、二氧化碳腐蚀和电偶腐蚀等；影响腐蚀的主要因素有水中的溶解氧、碳酸盐、重碳酸盐、腐蚀性离子和PH值。
关键词：锅炉氧腐蚀二氧化碳腐蚀防护措施
1、热力系统水汽循环热力系统由锅炉、汽轮机及附属设备构成。经处理的水进入锅炉后，吸收热量变成蒸汽，进入汽轮机，蒸汽的热能转变为机械能，推动汽轮机高速运转，转变为电能。做功后的蒸汽被冷凝成凝结水，凝结水经加热器、除氧器等设备，再进入锅炉，如此反复循环做功。
2、水汽系统的杂质及危害
热力系统水汽循环过程中，作为工质的水和蒸汽总会有一定杂质混入，这些杂质沿水、汽流程随压力、温度变化，其物理、化学性质也能发生变化：有的析出成固体，或附着于热受理表面，或悬浮、沉积在水中，有的随蒸汽进入汽轮机。这些混入锅内的杂质，是引起热力设备结垢、积盐和腐蚀的根源。其主要来源有：补给水带入的杂质、凝结水带入的杂质、进水腐蚀产物被水流带入锅内、供热用的返回水带入的杂质、药剂杂质的污染。
1).补给水带入杂质
经过滤，软化或离子交换除盐处理的补给水，除去了大部分硬度，盐类与悬浮物杂质。在水处理设备正常运行的情况下，出水仍含有一定的杂质，当水处理设备有缺陷或运行操作不当时，处理水中的杂质还会增加。这些杂质随补给水进入热力系统。
2).凝结水带入杂质
做功后的蒸汽，在凝汽器中被冷却水冷凝成凝结水。当凝汽器中存在不严密处时，冷去水就会泄露进入凝结水中。冷却水一般为不处理或部分处理原水，水中各种杂质含量较高，即使有少量泄漏，凝结水的盐含量也会迅速增加，是凝结水和给水的水质明显恶化。
3).金属腐蚀产物被水流带入锅内
锅炉，管道，水箱，热交换器等热力设备，在机组运行启动和停运中，都会腐蚀，其腐蚀产物多为铁或铜的氧化物，这些腐蚀产物随水，汽运行进入锅内。
4).供热用返回水带入杂质
供热用的蒸汽，在使用过程中，不同程度地会受到污染，其返回水中含油量，含铁量及硬度较大。
5).药剂杂质等污染是引起热力设备结垢、积盐和腐蚀的根源。
加药处理用的药品，通常采用工业品，工业品中常含有不同程度的杂质，这些杂质随药剂带入热力系统内，不仅增加了炉水中杂质的含量，而且还会影响加药处理的效果。
对高参数锅炉，给水水质较纯，缓冲性能较差，如凝汽器泄漏是有机物进入热力系统，或原水有机物未被水处理工艺完全除掉，或除盐设备的树脂粉末等合成有机物进入热力系统，这些物质在高温高压下会分解出酸性物质，使炉水PH值降低，不曾碱性从而会引起水冷壁管的腐蚀和腐蚀产物结构等现象。
3、天然水中含有的杂质
天然水中的杂质，有的呈液态或气态，它们大多以分子态、离子态或胶体颗粒存在于水中。如按其颗粒大小不同可以分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。
图（11）
4、汽包锅炉的炉水采用Na3PO4处理或挥发性处理、混合处理（加药到汽包）。直流锅炉采用挥发性处理。
1）、磷酸盐处理(Phosphate Treatment)
2）、挥发性处理(Volatility Treatment)
3）、中性处理(Other Treatment)
5、普通磷酸盐处理(Treatment of Common Phosphate)
加入Na3PO4，使炉水中保持一定浓度的PO43- ，防垢、炉水呈碱性、中和进入炉水的酸性物质。
在碱性条件下：
10Ca2++6PO43- +2OH- →Ca10(OH)2(PO4)6
3Mg2++2SiO32- +2OH- +H2O→3MgO?2SiO2?2H2O
更重要的是使Ca2+浓度很低，即使炉水中有SiO32-、SO42-等也不会生成垢，可防止垢下腐蚀。
6. 协调磷酸盐处理(Concerted Control of pH-Phosphate )
既防止钙、镁垢，又防止炉管腐蚀。实施炉水水质调节的要点是使炉水中PO43-和pH相应地控制在一定范围。
往炉水中加入Na3PO4和 Na2HPO4，把炉水的碱度全部转变为PO43-碱度，消除炉水中游离NaOH，保持炉水pH=9~11。
①中和游离NaOH
Na2HPO4+NaOH → Na3PO4+H2O
②炉水中Na3PO4水解产生NaOH，使炉水保持碱性。
③炉水蒸发浓缩时，水解生成的NaOH又和Na2HPO4生成Na3PO4。
（1）控制炉水碱度(Control Alkalinity of Boiler-Water)
炉水的碱度由Na3PO4水解产生：
Na3PO4+ H2O→Na2HPO4+NaOH 一级水解
Na2HPO4+ H2O→ NaH2PO4 +NaOH 二级水解
*协调磷酸盐处理不仅使炉水中无游离NaOH，消除了碱腐蚀的危险性，而且炉水有较高的pH，消除了酸腐蚀的危险性，同时炉水中有足够量的PO43-，不会产生钙镁垢。控制一定的pH 值（pH=9~11）， R=Na+／PO4 3+（2.5-2.8），表示磷酸盐溶液中Na+与PO43-的摩尔数比。*挥发性处理是指，给水和炉水中都只添加挥发性碱（如氨和中和胺）和除氧剂的处理方法。控制给水pH在一定范围，给水N2H4=20~50μg／L。
给水pH的控制范围: 汽包锅炉，铁铜混用系统pH=8.8~9.2；无铜系统，pH=9.2~9.4
7、酚酞碱度P与PO43-的关系：
P =0.42 [PO43-]
P—炉水的酚酞碱度，换算成NaOH，mg/L；
[PO43-]—是炉水中PO43-的浓度，mg/L。
P >0.42[PO43-]，炉水中含有Na3PO4水解产生的碱度(OH-)和游离NaOH。
P =0.42[PO43-]，炉水中只含Na3PO4，当炉水浓缩时不会产生游离NaOH。
P=0，[PO43-]=0，炉水中含有HPO42-和H2PO4-，能防止碱腐蚀，不能预防锅炉结垢。 P=0.42 [PO43-]，炉水中只有Na3PO4水解产生的NaOH ，PO43-与Ca2+、Mg2+生成水渣，不结垢。是协调碳酸盐处理应当维持的水质。（维持炉水中PO43- =2~10mg／L）
8、酚酞碱度P与PO43-的关系：
M=0.84 [PO43-]
M是甲基橙碱度，换算成NaOH，mg/L；
M>0.84 [PO43-] ，炉水中有游离NaOH。
M=0.84 [PO43-] ，炉水中只含PO43-，无游离NaOH。
M=0，[PO43-]=0，能防止碱腐蚀，不能防垢。
M=0.84 [PO43-] ，炉水中只含Na3PO4水解产生的NaOH，炉水pH=9~11，无游离NaOH，不发生碱腐蚀；又有PO43-，使Ca2+、Mg2+生成水渣。
9、给水中性处理(Treatment of Adding Oxygen)
在pH值为6.5-7.5的高纯度给水中，添加适量氧化剂（H2O2或气态氧）、不加或加入少量挥发性碱的水处理办法。此方法使金属表面形成保护膜。
1）、直流锅炉的腐蚀（Corrosion of Direct Current Boiler）
直流锅炉的给水很纯，对凝结水必须进行精处理，有时当凝结水和补给水处理系统故障时，会发生酸腐蚀或碱腐蚀，腐蚀产物在受热蒸发段积累引起热爆破。
直流锅炉发生腐蚀的部位是蒸发管和省煤器，腐蚀以点蚀为主。
2）、直流锅炉的腐蚀防止（measures of Prevent Direct Current Boiler from Corroding）对给水挥发性处理、中性处理或连水处理。
会发处理是用NH3.H2O提高给水pH>9，用联氨除去残存的O2。
联合水处理：由于中性处理时水的缓冲性太小，给水pH难以维持，易发生局部腐蚀。而联合水处理兼有挥发性处理和中性处理的优点，效果较好。联合水处理规范：给水NH3
含量为40-50μg／L，pH=8.3。
10、联合水处理：向电导率低于0.1-0.15μS/cm的给水中，加入适量挥发性碱（如氨）使给水pH值提高到8.0-8.5，保持碱性，再加入氧化剂（如氧），其浓度维持在150-300mg/l。这种方法适用于直流锅炉。
11、给水、凝结水处理方式：
1）、加氨和联氨，称为还原性水规范处理。氨加到凝结水除盐设备出水管，联氨加到除氧器的出水管。
2）、加氧和加氨，称为氧化性水规范处理。
对于超临界压力直流锅炉，pH值应维持在9.3-9.5。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 ) 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么 4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 /
四、计算：（共24分， 每小题8分） 1．在中性溶液中，Fe +2=106-mol/L ，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - ） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = + 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低 { 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.809.609.409.209.008.80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1
高中化学《金属的腐蚀与防护》导学案+课时作业
第三单元金属的腐蚀与防护[明确学习目标] 1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。 一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生□01化学反应而腐蚀损耗的现象。其本质为金属原子□02失去电子被□03氧化的过程。 (2)分类 ①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生□04氧化还原反应而引起的腐蚀。 ②电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生□05原电池反应，使较活泼的金属□06失去电子被□07氧化而引起的腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2．钢铁的电化学腐蚀 (1)吸氧腐蚀 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在的少量碳单质形成了无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面。在这些原电池中，铁是□08负极，碳是□09正极，在两电极分别发生□10氧化反应、□11还原反应而导致钢铁腐蚀。 相应的电极反应式分别为 负极：□122Fe－4e－===2Fe2＋(□13氧化反应) 正极：□14O2＋2H2O＋4e－===4OH－(□15还原反应) 总反应：□162Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 上述电化学腐蚀过程中吸收氧气，因此称为吸氧腐蚀。 (2)析氢腐蚀 当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀”。 发生的电极反应式分别为
负极：□17Fe－2e－===Fe2＋(□18氧化反应) 正极：□192H＋＋2e－===H2↑(□20还原反应) 总反应：□21Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。 (3)铁锈的生成 吸氧腐蚀中生成的Fe(OH)2会进一步被O2氧化成 Fe(OH)3：□224Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈□23Fe2O3·n H2O。 析氢腐蚀中，随着H2的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，继而也会被空气中的O2氧化再脱水形成铁锈。 二、金属的电化学防护 1．电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理，被保护金属作□01正极，比被保护金属更活泼的金属作□02负极。此方法常用于保护海轮外壳及石油管道等。 (2)外加电流的阴极保护法 利用电解原理，外加直流电源，被保护的钢铁设备作□03阴极，惰性电极作□04阳极。此方法主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备腐蚀。 2．其他保护法 (1)加涂保护层：如采用在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等
烟气脱硫装置的腐蚀与防护(正式)
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 烟气脱硫装置的腐蚀与防 护(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-1289-52 烟气脱硫装置的腐蚀与防护(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1. 引言 我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，随着近年来国民经济建设的迅速发展，燃煤产生的大气污染日益严重，酸雨面积不断扩大。烟道气脱硫装置（简称FGD）是当今燃煤锅炉控制二氧化硫排放的主要措施。烟气脱硫有多种工艺，而石灰石－石膏湿法工艺是当今世界各国应用最多且最为成熟的工艺。 煤炭燃烧时除产生SO?外，还生成少量SO?、NOX、HCl、HF等气体，由于烟气中含有水，因此可在瞬间形成H?SO?、HCl、HF等强腐蚀性溶液。与此同时，含有烟尘的烟气高速穿过设备和管道，对装置的腐蚀相当严重。并且，吸收塔的入口烟气温度可高达180℃，而内腔长期处于45-70℃的酸、碱交替的湿热环境之中。可见，湿法除尘脱硫系统在运行中处于强
材料腐蚀与防护作业：钛合金的激光表面处理技术
钛合金激光表面处理技术 Overview of laser surface treatment for titanium alloys 学院：研究生学院 专业班级：材料工程201204班 学号：2012168 学生姓名：麻明章 任课教师：张松（教授） 2013年
目录 引言 (1) 1 钛合金的腐蚀行为及机理 (1) 1.1 钛合金的应力腐蚀机理 (2) 1.2 钛合金的孔蚀和缝隙腐蚀机理 (2) 1.3 钛合金的接触腐蚀机理 (3) 2 钛合金激光表面改性 (3) 2.1 激光表面合金化 (3) 2.1.1 激光气相合金化 (4) 2.1.2 激光固相合金化 (4) 2.2 钛合金激光熔覆处理 (5) 2.3 钛合金激光熔凝处理 (5) 2.4 钛合金的脉冲激光沉积处理 (6) 3 钛合金激光表面处理存在的问题及解决措施 (7) 4 总结与展望 (8) 参考文献： (9)
钛合金的激光表面处理技术 引言：钛是20 世纪50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有相对密度小、强度高、抗氧化和腐蚀性能好等特点被广泛应用于航空航天领域，被誉为“太空金属”[1]；它又具有优异的抗腐蚀能力、无磁性等，是一种优秀的舰船结构材料，被誉为“海洋金属”[2]；近年来，随着钛工业的不断发展，钛合金已经在民用领域中得到了广泛应用，如汽车、建筑、医用、体用品等方面，被誉为“全能金属”[3]。 但钛合金仍存在一些缺陷，由于易产生粘着性磨损，所以其在摩擦条件下的应用受到了限制。另外，钛合金在高温下的抗氧化和耐蚀性能也不理想，这是由于钛在高温下与氧的亲和力较高之故。表面处理可有效提高钛合金的性能。钛合金的表面处理大致经历了三个阶段：一是以电镀、化学镀、热扩散为代表的传统表面处理技术阶段; 二是以等离子体、离子束、电子束等的应用为标志的现代材料表面技术阶段; 三是各种表面处理技术的综合应用和膜层结构设计阶段［4］。 但传统的表面改性处理如渗碳、渗硼和渗氮等存在着处理周期长和工件易变形等缺点；热喷涂技术制备的涂层存在着组织结构疏松且与基体的结合力较弱等不足。由于激光束具有良好的相干性和方向性，故被广泛用于对各种金属材料的表面改性处理。因此，利用激光表面改性技术在钛合金表面形成耐磨、耐蚀或具有生物活性的表面层，便能弥补钛合金的不足。激光处理与传统的热处理方法相比有许多优点，包括工件畸变较小，基体对熔覆层的稀释度低，可较精确地控制处理层的宽度和深度，能够选择性地处理工件的特定表面。 1 钛合金的腐蚀行为及机理 钛合金腐蚀形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又分为应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀以及接触腐蚀等。一般而言，钛合金的成分、组织、晶粒度、晶体缺陷、性能、热处理以及表面状态等都会对其腐蚀行为和腐蚀程度产生不同的影响[5-6]。
烟气脱硫装置的腐蚀与防护详细版
文件编号：GD/FS-3412 （安全管理范本系列） 烟气脱硫装置的腐蚀与防 护详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
烟气脱硫装置的腐蚀与防护详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 1. 引言 我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，随着近年来国民经济建设的迅速发展，燃煤产生的大气污染日益严重，酸雨面积不断扩大。烟道气脱硫装置（简称FGD）是当今燃煤锅炉控制二氧化硫排放的主要措施。烟气脱硫有多种工艺，而石灰石－石膏湿法工艺是当今世界各国应用最多且最为成熟的工艺。 煤炭燃烧时除产生SO?外，还生成少量SO?、NOX、HCl、HF等气体，由于烟气中含有水，因此可在瞬间形成H?SO?、HCl、HF等强腐蚀性溶液。与此同时，含有烟尘的烟气高速穿过设备和管道，对装置的腐蚀相当严重。并且，吸收塔的入口烟气温度
可高达180℃，而内腔长期处于45-70℃的酸、碱交替的湿热环境之中。可见，湿法除尘脱硫系统在运行中处于强腐蚀性介质、湿热和高磨损的严酷环境中。由于腐蚀环境恶劣，湿式脱硫系统对材质的耐蚀、耐磨、耐温要求极为严格。 吸收塔、烟道的材质或防护材料的选择对装置的使用寿命和成本影响很大，因此被认为是烟气脱硫装置设计和制造的关键技术之一。吸收塔体可用合金钢、玻璃钢或碳钢内衬玻璃钢、橡胶、砖板、鳞片涂料等。调查结果表明，脱硫系统中材料所占设备总造价的比重是相当高的，为了不断降低费用，80年代起，国内外专家一直在寻求一种造价低、耐高温、耐腐蚀的材料。高性能涂料作为一种最为经济有效的防护材料，经过二十余年在脱硫装置的成功应用，正引起各国脱硫工作者的关注。
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
金属的腐蚀与防护教案
金属的腐蚀与防护教案 年级：高三年级 科目：化学 姓名：丁博利
金属的腐蚀与防护 教学目标 知识与技能： ①了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 ②认识金属吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应方程式 ③能够利用电化学知识进行金属防护 过程与方法： ①通过图片，资料激发学生的责任感，从而走进生活，寻求解决金 属腐蚀的根源及方法。 ②通过对原理的分析，进一步提升学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。 情感态度与价值观： 通过金属腐蚀对生产、生活的影响，感受化学对人类进步的意义。教学重难点： 重点：金属的电化学腐蚀及电化学防护原理 难点：钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 教学方法: 讨论法，讲授法，多媒体展示法，比较归纳法等。 课时安排: 2课时 第一课时
教学过程 一．创设情景，导入新课 1.图片展示，解释腐蚀的普遍性。 2.联系实际介绍金属腐蚀的危害性，。 3.了解腐蚀与防腐的必要性。 二．新课教学 学生阅读教材，回答相关问题 1.金属的腐蚀 ⑴概念：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏，称为金属腐蚀. ⑵本质：M-ne-=M n+ (氧化反应) ⑶分类：化学腐蚀 电化学腐蚀 【交流研讨】：为什么铁在潮湿的环境中更容易腐蚀变红？ 2.金属的电化学腐蚀 ⑴原理：钢铁（Fe.C合金）在电解质溶液中形成原电池 ⑵分类：①析氢腐蚀 条件：电解质溶液酸性较强 Fe（-）：Fe-2e-= Fe2+ C(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ ②吸氧腐蚀
金属的腐蚀和防护(教案)
第二节金属的腐蚀和防护（第１课时） 榆中七中孙志彪 【教学目标】：1、了解金属腐蚀的危害，认识金属腐蚀造成的经济影响．2、应用原电池原理，了解金属电化腐蚀的原因，能解释金属发生电化学腐蚀的原因3．了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素，通过实验探究防止金属腐蚀的措施， 【教学重点】：金属电化腐蚀【教学难点】：金属电化腐蚀；钢铁腐蚀【教学方法】：启发式、讨论式、实验法【教具】：实验投影仪教学过程：【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在，请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。三个小组代表分别发言【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。【设问、过渡】钢铁为什么会生锈？我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀？让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明：【板书】金属的腐蚀与防护【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程，可表示为：【板书】金属腐蚀的实质：M → M n++ ne- 金属腐蚀的分类：化学腐蚀与电化学腐蚀【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀? 【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。【提问】电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。【课件演示】铜-锌原电池实验做如下实验：锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点；用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。【投影、复习】原电池反应：Zn(-)：Zn→ Zn2+ +2e- (氧化反应) Cu(+)：2H++ 2e-
高二《化学反应原理》课时提升作业 金属的腐蚀与防护测试题(答案+解析)
课时提升作业五 金属的腐蚀与防护 (30分钟50分) 一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分) 1.(2019·潍坊高二检测)下列有关叙述正确的是( ) A.钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是电化学腐蚀 B.粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌比纯锌还原性强 C.铁板镀锡属于电化学防护 D.生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀 【解析】选D。钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是金属与非电解质直接发生化学反应,属于化学腐蚀,A错误;粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌与稀硫酸构成原电池加快了反应的进行,B错误;电镀属于在金属表面覆盖保护层,不是电化学防护,C错误;生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀,D正确。 【补偿训练】 (2019·济南高二检测)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而渐渐变暗 B.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 C.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 D.当镀锌铁制品的镀层受损后,镀层仍能对铁制品起保护作用 【解析】选D。金属银在空气中易生成硫化银,属于化学腐蚀,故A错误;地下输油钢管与外加直流电源的正极相连,此时该金属作阳极,该电极金属易被腐蚀,故B错误;金属在空气与水交界处更易发生电化学腐蚀的吸氧腐蚀,钢柱在水下
部分不如在空气与水交界处更容易腐蚀,故C错误;镀锌铁制品的镀层受损后,形成铁、锌原电池,正极金属铁被保护,不易发生腐蚀,镀层锌仍能对铁制品起保护作用,故D正确。 2.(2019·泉州高二检测)图Ⅰ的目的是精炼铜,图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列 说法不正确的是) A.图Ⅰ中a为纯铜 B.图Ⅰ中S向b极移动 C.图Ⅱ中如果a、b间连接电源,则a连接电源负极 D.图Ⅱ中如果a、b间用导线连接,则X可以是铜 【解析】选D。a极接外电源的负极,精炼铜时,a为纯铜,b为粗铜,A正确;在原电池中阴离子向负极移动,B正确;a、b可接电池,a接负极,C正确;如果用导线连接起来,是原电池原理,X不可以是铜,否则加快了钢的腐蚀,D错误。 【补偿训练】 (2019·邯郸高二检测)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式:2Fe+2H2O+O2 进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁 2Fe(OH) 锈,其原理如图。下列说法正确的是( )
金属腐蚀与防护课后习题
第1章绪论 第2章腐蚀电池 第2章腐蚀电池 1. 将铜片和锌片插在3%NaCl 溶液中，测得铜片和锌片未接通时 的电位分别为 +0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。 已知电路的欧姆电阻为200Ω。 (1)原电池工作后阳极和阴极的电位差E c – E a = ？ (2)阳极极化值?E a 与阴极极化值?E c 的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少? (3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？ (4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那
么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差E c –E a 、阳极极化值与 阴极极化值的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少？电流表的指 示又为多少？ 2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V，E0c = 0.8V，E cor = -0.2V。当R = 0时，I cor = 10mA， 该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I'cor =？腐蚀电池又属于什么控制类型？ 第3章电化学腐蚀倾向 作业 1. 在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化： (1)温度升高10?C (取Po 2 =1atm，pH = 7)。 (2) 氧压力增大到原来的10倍 (温度25?C)。 (3) 溶液pH值下降1单位 (温度25?C)。 2. 将铁置于饱和空气的碱溶液(pH = 10)中，按阳极反应为 (1)Fe + Fe2+ + 2e (2)Fe + 2OH- = Fe(OH) 2 + 2e 计算腐蚀倾向，二者是否相同？为什么？ 3. 将两根铜棒分别浸于0.01mol/L CuSO 4溶液和0.5mol/L CuSO 4 溶液，组成一个金属离子浓差电池。 (1)哪一根铜棒是阳极，哪一根铜棒是阴极？ (2)写出阳极反应和阴极反应，计算其平衡电位。 该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏？ 第4章电化学腐蚀速度 作业四 1．表面积为20cm2 的铁样品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中，经过 50h试验，测得了铁样品的损失质量为0.1g，已知在铁的表面上析氧反应符合Tafel公式η=-0.64-0.125lg|i|，η的单位为V，i 的单位为A/cm2 ，试计算： （1）样品厚度的减少△h(mm); （2）铁电流的腐蚀电流密度i cor (A/m2); （3）铁试样的腐蚀电位E cor 。 2.海水中的含氧量为 3.2mg/L,求一年中锌的消耗量？（氧的扩散层 厚度为，扩散系数为D=1.9×10-5 cm2 /s,Zn的原子量为65.4）。
HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术探讨
编号：SM-ZD-32538 HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术探讨Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
HF生产装置的腐蚀机理及安全防护 技术探讨 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 氢氟酸是清澈、无色、发烟的腐蚀性液体，具有剧烈刺激性气味。可用于制造碳氟化合物和无机氟化物、提炼金属、硅片制作、玻璃刻蚀、搪瓷、酸浸、电抛光、罐头工业及某些清洁剂的成份。然而，氢氟酸又是一种危险介质，它的腐蚀性极强，AHF生产不能实现长周期开车，关键在于系统腐蚀严重，常常因设备腐蚀原因被迫停车，虽非易燃品，但对金属的腐蚀作用往往会导致容器和管道内产生氢气，从而潜有着火和爆炸危险。同时氢氟酸还具有较高的毒性，对人体容易造成伤害：其蒸气能溶于眼睛表面上的湿气并产生刺激反应；若其液体溅入眼内，将引致严重及不可恢复的损伤，令眼角膜留下疤痕；低浓度气体能对鼻、喉和呼吸道产生刺激作用；高浓度气体会使口腔、口唇、喉咙和肺部严重灼伤。若液体积聚于肺部便可导致死亡；氢氟酸液体还可使消化系
金属腐蚀与防护课后习题答案
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
金属的腐蚀与防护精品教学设计课件.doc
《金属的腐蚀与防护》教学设计 【教学目的】 １．知识：使学生了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀的原因和金属防护的 常用方法。 ２．能力：培养学生的自学能力，理论联系实际的能力和归纳总结知 识的能力。 ３．德育：使学生树立环境保护意识和珍惜资源，可持续发展的意识。【教学重点】电化腐蚀的原因。 【教学难点】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。 【教学用品】投影仪 【教学过程】 ［探索实验］1、向一充满氧气的大试管 A 中放入几枚用ＮａＣｌ饱和溶液浸泡过的无锈铁钉后，用带导管的单孔胶塞塞紧，再把导管的另一端 伸入烧杯水中０.５ｃｍ左右，观察现象。 2、向另一大试管 B 中放入几枚用稀盐酸溶液浸泡过的无锈铁钉后，用带 导管的单孔胶塞塞紧，再把导管的另一端伸入烧杯水中０. ５ｃｍ左 右，观察现象。 ［师述］我们刚做了两个探索实验，大家都很关心：两支试管里，明显地看到：铁钉生锈了。除了铁钉生锈，还有什么现象呢？ ［投影］示Ａ，Ｂ两组导管内液面的变化（为利于观察，可在Ａ，Ｂ的长导管内各滴加一滴红墨水）（见表一） 现象：Ａ中：长导管内液面上升，Ｂ中：长导管内液面下降。 ［师述］大家一定在想：铁钉为什么会生锈？两支试管中长导管内的液面，为什么一个上升，一个下降？这也就是我们这一节课要研究的主要内容。［板书］金属的电化学腐蚀与防护 ［师述］通过上一节课的学习，我们已经掌握了原电池的化学原理，本节课就是要应用原电池的化学原理，研究金属腐蚀的原因和金属的防护问题。为 了培养同学们的自学能力，理论联系实际的能力和对知识归纳总结的能 力。本节课采用“自学讨论，师生共议，民主教学，亦教亦学”的教学
方法。请大家用１０分钟时间，结合自学提纲阅读教材，并完成上述探 索实验的报告，准备好发言。发自学提纲讲义（上附探索实验报告）［板书］一、金属的电化学腐蚀 1、金属的电化腐蚀的本质：M - ne- = M n+ 2、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的分析和比较； 3、金属电化学腐蚀与化学腐蚀的比较； 4、金属防护的常用方法； ［自学提纲］ １．金属的电化腐蚀的本质是什么？ 请分析：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中：ａ）原电池的形成条件；ｂ）正、 负极；ｃ电解质溶液；ｄ）电子如何流动形成电通路；ｅ）电极反应；ｆ） 最终腐蚀产物；ｇ）哪种腐蚀更普遍。 ２．析氢腐蚀、吸氧腐蚀中“析”和“吸”字的含意。 ３．什么情况下，金属会发生化学腐蚀？试从形成条件、主要现象、腐蚀 本质、相互关系去比较电化腐蚀与化学腐蚀的异同点。 ４．试举例说明金属腐蚀的危害和金属防护的重要意义，如何根据原电池 反应的原理去选择金属防护的方法？ ［探索实验报告］ 表一 试现象解释反应式 管 Ａ铁钉生锈，发生析氢腐蚀，产生Ｈ2，增大，（－）Ｆｅ－２ｅ＝Ｆｅ２＋长导管液面试管内气体增多，压强增大，（＋）２Ｈ＋＋２ｅ＝Ｈ２ 上升导致导管内液面上升 Ｂ铁钉生锈，发生吸氧腐蚀，消耗Ｏ 2，试管内（－）Ｆｅ－２ｅ＝Ｆｅ２＋长导管液面气体减少，压强，减小，导致（＋）２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ＝４ＯＨ－下降导管内液面下降
腐蚀与防护综合实验的虚拟仿真
Creative Education Studies 创新教育研究, 2017, 5(5), 409-412 Published Online December 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/d75482357.html,/journal/ces https://https://www.360docs.net/doc/d75482357.html,/10.12677/ces.2017.55064 The Virtual Simulation of the Corrosion and Protection Comprehensive Experiment Xuejun Xie1,2, Dongmei Liao1,2 1School of Power and Mechanical and Engineering, Wuhan University, Wuhan Hubei 2College Students’ Engineering Training and Innovation Practice Center, Wuhan University, Wuhan Hubei Received: Nov. 13th, 2017; accepted: Nov. 27th, 2017; published: Dec. 4th, 2017 Abstract The virtual simulation process of the corrosion and protection comprehensive experiment is in-troduced in this paper. That is to establish a normative basic operation database, a database of an-ticorrosion methods and their verification experiment schemes, a experimental results database of anticorrosion methods, to evaluate the experimental results, to develop the virtual simulation platform and software that students can carry out the virtual simulation experiment and evalua-tion. Then the anticorrosion methods and their verification experiment schemes revised con-stantly and thought to be perfect. Therefore, the corrosion and protection comprehensive experi-ment can be carried out more purposefully and more effectively by students in the laboratory, and the teaching effect is improved. Keywords Corrosion and Protection, Comprehensive Experiment, Virtual Simulation 腐蚀与防护综合实验的虚拟仿真 谢学军1,2，廖冬梅1,2 1武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 2武汉大学大学生工程训练与创新实践中心，湖北武汉 收稿日期：2017年11月13日；录用日期：2017年11月27日；发布日期：2017年12月4日 摘要 本文介绍了腐蚀与防护综合实验的虚拟仿真过程，即建立规范的基本操作库、防腐蚀方法及其验证实验
金属的腐蚀与防护知识点总结
第三单元金属的腐蚀与防护 知能定位 1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。 情景切入 铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？ 自主研习 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 （1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 （2）实质 金属失去电子被氧化。 （3）类型 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 （1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。 负极： 2Fe==4e-+2Fe2+； 正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-； 总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。 最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下： 4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3； 2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。 负极： Fe==Fe2++2e-； 正极： 2H++2e-==H2↑; 总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。 二、金属的电化学防护 1.金属的防护 （1）本质：阻止金属发生氧化反应。 （2）方法 ①改变金属内部结构，如制成合金等。 ②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护
硫磺回收装置管道的腐蚀与防护
硫磺回收装置管道的腐蚀与防护 摘要:论述了硫磺回收装置的反应过程，分析了硫磺回收装置管道腐蚀生成的原因与部位，腐蚀的类型，提出了防护的措施与手段。并简要对比了青岛和大连两套硫磺回收装置的管道选材。 关键词:硫磺回收 管道 腐蚀 一、概述 近年来,随着国家对环境保护的重视,以及加工进口高含酸原油，硫磺 回收装置越来越多，且规模趋于大型化。我公司设计的有大连27万吨/年，天津20万吨/年，青岛22万吨/年硫磺回收装置。深入研究硫磺装置腐蚀机理，搞好管道选材，节约投资费用，保证装置长周期安全运行具有重要的意义。 硫磺回收装置的工艺包主要有Tecnip 工艺和Luigi 工艺。都是采用Clause 部分燃烧法工艺，其原则工艺流程如图1所示。 2级硫3级硫酸性气分液罐酸性气燃烧炉1级硫冷吸 收 自装置外来的酸性气经过酸性气分液罐后进入焚烧炉燃烧产生过程气，过程气经过三级冷凝两级反应后进入尾气加热炉，温度加热到2930
进入加氢反应器，过程气在催化剂作用下进一步反应后经尾气废热锅炉减温后进入急冷塔将温度降至390后进入尾气焚烧炉焚烧后排入烟囱。硫磺装置共在三个地方发生了化学反应 1.自装置外来的酸性气在燃烧炉，与空气按一定比例混合燃烧，反应方 程如下： H2S+1/2O2→H20+1/2S H2S+3/2O2→H20+SO2 2H2S+CO2→2H20+CS2 因此从燃烧炉出来的过程气主要成份是SO2和未燃烧完的H2S。 2.过程气在反应器里在催化剂作用下进一步反应 2H2S+SO2→3S+2H20 CS2+2H20→ CO2+2H2S 因此从Clause出来的过程气主要成份是的CO2和H2S。 3.在加氢反应器，过程气中的SO2在2800~3300和H2混合，在催化剂作 用下发生放热反应生成H2S。 SO2+H2→H2S +2H20 二、腐蚀原因及防护措施 从以上的反应过程及其反应产物可以看出,硫磺回收装置中含有H2S、SO2、CS2、COS、水蒸汽和硫蒸气等，这些气体对管道产生不同程度的腐蚀。根据腐蚀机理的不同，硫磺回收装置管道的腐蚀主要有低温硫化氢腐蚀、露点腐蚀、高温硫腐蚀及电化学腐蚀。 1. 低温湿硫化氢腐蚀
金属腐蚀与防护课后题答案
1.材料腐蚀的定义:腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。 2.腐蚀的特点:自发性/铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物，这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似，或者说处于同一能量等级自发性只代表反应倾向，不等于实际反应速度 普遍性/ 元素周期表中约有三、四十种金属元素，除了金和铂金可能以纯金属单体形式天然存在之外，其它金属都以它们的化合物（氧化物、硫化物）形式存在 隐蔽性/ 应力腐蚀断裂管道：表面光亮如新，几乎不存在均匀腐蚀迹象，金相显微镜下，可观察到管道内部布满细微裂纹 3.按材料腐蚀形态如何分类:全面腐蚀<均匀和不均匀腐蚀> 局部腐蚀{ 点蚀（孔蚀、）缝隙腐蚀及丝状腐蚀、电偶腐蚀（接触腐蚀）晶间腐蚀}选择性腐蚀 4.按材料腐蚀机理如何分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀 5.按材料腐蚀环境如何分类:自然环境腐蚀、工业环境腐蚀、生物环境腐蚀 1、名词解释 物理腐蚀：是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏 电化学腐蚀：就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。 电极电位：金属-溶液界面上建立了双电层，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为电极电位（绝对电极电位） 非平衡电极电位：（在生产实际中，与金属接触的溶液大部分不是金属自身离子的溶液）当电极反应不处于平衡状态，电极系统的电位称为非平衡电位。 平衡电极电位：水合金属离子能够回到金属中去，水合-金属化过程速率相等且又可逆，这时的电极电位。 标准电极电位：金属在25℃浸于自身离子活度为1mol/L的溶液中，分压为1×105Pa时的平衡电极电位 极化：电流流过电极表面，电极就会失去平衡，并引起电位的变化 去极化：能降低电极极化的因素称为去极化因素 过电位：是电极的电位差值，为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值。 活化极化：设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤，液相传质容易进行，这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。 浓差极化：当电极反应的阻力主要来自液相传质步骤,电子转移步骤容易进行时，电极反应受浓度极化控制。 吸氧腐蚀：是指金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。 析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀 钝化化学腐蚀：当金属处于一定条件时，介质中的组分或是直接同金属表面的原子相结合或是与溶解生成的金属离子相结合，在金属表面形成具有阻止金属溶解能力并使金属保持在很低的溶解速度的钝化膜。 2、电位－pH图在腐蚀研究中的应用与其局限性是什么？电位—pH图中汇集了金属腐蚀体系的热力学数据，并且指出了金属在不同pH 或不同电位下可能出现的情况，提示人们可借助于控制电位或改变pH 到防止金属腐蚀的目的。1. 绘制电位pH 图时，是以金属与溶液中的离子之间，溶液中的离子与含有这些离子的腐蚀产物之间的平衡作为先决条件的，而忽略了溶液中其它离子对平衡的影响。而实际的腐蚀条件可能是远离平衡的；其它的离子
金属腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护实验指导书 课程编号：03030101 适用专业：金属材料工程专业 课程类别：专业教育课程 郝小军徐宏妍编
实验一 金属极化曲线测试 一、目的要求 1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。 2、绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。 3、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。 4、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。 二、基本原理 阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。 阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。图1是一条较典型的阳极极化曲线。 一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定， 测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。当电位从a 逐渐向正移动到到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了 一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进 入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。从 a 点到 b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c 点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区， 过d 点以后叫过钝化区。对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。 若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钠化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。 用恒电流法测不出上述曲线的bcde 段。在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到b 点时，电位即由b 点跃增到很正的e 点，金届进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。由此可见只有用恒电位法才能测出完整的阳极极化曲线。 本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标上绘成E-i 曲线，即为恒电位阳极极化曲线。 E ,m V i ,mA/cm 2 图1 阳极极化曲线 有钝化性能的金属： abcdef ——恒电位法测定；abef ——恒电流法测定 一般金属：ax 曲线