淺談金屬的電化學(xué)腐蝕

淺談金屬的電化學(xué)腐蝕第1頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月基本介紹不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易腐蝕，但潮濕的空氣中卻很快就會腐蝕。在潮濕的空氣里，鋼鐵的表面吸附了一層薄薄的水膜，水膜里含有少量的氫離子與氫氧根離子，還溶解了氧氣等氣體，在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)微小的原電池。鐵失去電子，被氧化.第2頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月基本介紹金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)中，金屬失去電子被氧化，其過程稱為陽極反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物進入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原，其過程稱為陰極反應(yīng)過程。第3頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月基本介紹直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng)，故常采用外接電源或用導(dǎo)線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。外加電流法示意圖第4頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月相關(guān)原理電化學(xué)腐蝕是金屬的腐蝕最為廣泛的一種。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬表面會形成一種微電池，也稱腐蝕電池。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO2，SO2，NO2等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì)，它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸，使得腐蝕不斷進行。第5頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月相關(guān)化學(xué)方程式(1)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時)負極(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-正極：O2＋2H2O＋4e-=4OH-總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3鐵銹。

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。

Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-第6頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月相關(guān)化學(xué)方程式(2)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時)負極(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-

Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正極(雜質(zhì))：2H+＋2e-=H2電池反應(yīng)：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕。第7頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)象危害由于金屬表面與鐵垢之間的電位差異，從而引起金屬的局部腐蝕，而且這種腐蝕一般是坑蝕，主要發(fā)生在水冷壁管有沉積物的下面，熱負荷較高的位置。如噴燃器附近，爐管的向火側(cè)等處，所以非常容易造成金屬穿孔或超溫爆管。銅鐵的高價氧化物對鋼鐵會產(chǎn)生腐蝕，但腐蝕作用是有限的，有氧補充時，該腐蝕將會繼續(xù)進行并加重。第8頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月解決辦法-除氧熱力除氧其原理是根據(jù)氣體溶解定律（亨利定律），任何氣體在水中的溶解度與在汽水界面上的氣體分壓力及水溫有關(guān)，溫度越高，水蒸汽的分壓越高，而其它氣體的分壓則越低，當(dāng)水溫升高至沸騰時，其它氣體的分壓為零，則溶解在水中的其它氣體也就等于零。優(yōu)點是除氧效果好，缺點是設(shè)備購置費用大、不好操作、能量消耗大、運行費用高。所謂不好操作，要求低溫除氧的場合，熱力除氧有其明顯的局限性。第9頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月解決辦法真空除氧其除氧原理與熱力除氧基本相同，除氧器在低于大氣壓力下進行工作，利用壓力降低時水的沸點也降低的特性，水處于沸騰狀態(tài)而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進水要求而很少采用真空除氧，在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優(yōu)勢，但大部分熱力除氧的缺點仍存在，并且對噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求較高。鐵屑除氧其原理是當(dāng)有一定溫度的水通過鐵屑時，水中的氧即與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在此過程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡單，投資省，但存在著除氧效果波動大、裝置失效快等明顯缺點，因而使用該方法除氧的用戶逐步減少，面臨著淘汰的處境。第10頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月解決辦法解吸除氧利用亨利定律，氧在水中的溶解度與所接觸的氣體中的氧分壓成正比，把準(zhǔn)備除氧的水與己脫氧的氣體強烈混合，則溶解在水中的氧將大量擴散到氣體中，從而達到除去水中溶解氧的目的?；瘜W(xué)藥劑除氧化學(xué)藥劑除氧是把化學(xué)藥劑直接加入鍋爐本體、給水母管或者熱水鍋爐的熱水管網(wǎng)中?；瘜W(xué)藥劑主要是傳統(tǒng)的亞硫酸鈉、聯(lián)氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等?；瘜W(xué)藥劑除氧具有裝置和操作簡單、投資省、除氧效果穩(wěn)定且可滿足深度除氧的要求，特別