工业水处理技术_第5章循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制

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1、第二篇循环冷却水处理第五章　循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制第一节　冷却水中金属腐蚀速度的表示方法第二节　冷却水中金属腐蚀的机理第三节　冷却水中金属腐蚀的形态第四节冷却水中金属腐蚀的影响因素第五节冷却水中金属腐蚀的控制方法第五章　循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制第一节　冷却水中金属腐蚀速度的表示方法腐蚀速度又称为腐蚀速率或腐蚀率。文献中有各种表示腐蚀速度的方法和单位mpy（密耳／年一、液滴试验第二节　冷却水中金属腐蚀的机理一滴含有铁锈指示剂（酚酞+高铁氰化钾）的氯化钾溶液液滴中部的碳钢表面产生蓝色沉淀说明，在腐蚀过程中，水中的碳钢被氧化生成亚铁离子而发生了腐蚀；而液滴四周的

2、溶液变成桃红色则说明了从空气中进入液滴内水中的氧被还原生成了OH-二、冷却水中金属腐蚀的机理第二节　冷却水中金属腐蚀的机理造成金属腐蚀的是金属的阳极溶解反应。因此，金属的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池中的阳极区，而腐蚀电池的阴极区是不腐蚀的。金属腐蚀时的电极电位称为腐蚀电位三、伊文思极化图第二节　冷却水中金属腐蚀的机理表示电极电位与极化电流密度或极化电流强度之间关系的曲线称为极化曲线。当电极进行阳极极化时的极化曲线称为阳极极化曲线；当电极进行阴极极化时的极化曲线称为阴极极化曲线。三、伊文思极化图第二节　冷却水中金属腐蚀的机理电极电位平衡电位电流强度平衡电位腐蚀电位用阳极区的面积A去除

3、Ic，即可得到表征腐蚀速度的腐蚀电流密度ic腐蚀电流强度一、均匀腐蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态均匀腐蚀又称全面腐蚀或普遍腐蚀。其一般特点是腐蚀过程在金属的全部暴露表面上均匀地进行。在腐蚀过程中，金属逐渐变薄，最后被破坏。对碳钢而言，均匀腐蚀主要发生在低pH值的酸性溶液中二、电偶腐蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态电偶腐蚀又称双金属腐蚀或接触腐蚀当两种不同的金属浸在导电性的水溶液中时，两种金属之间通常存在着电位差。如果这些金属互相接触或用导线连接，则该电位差就会驱使电子在它们之间流动，从而形成一个腐蚀电池。部分金属和合金的电偶序换热器中黄铜换热管和碳钢管板或钢制水室之间在冷却水

4、中发生的电偶腐蚀三、缝隙腐蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态浸泡在腐蚀性介质中的金属表面，当其处在缝隙或其他的隐蔽区域内时，常会发生强烈的局部腐蚀在缝隙中，金属生成金属离子，而氧则由于缝隙中溶液对流不畅而贫化，故氧的还原反应主要是在缝隙之外氧容易到达的阴极区进行。这样，在缝隙溶液中就有了过剩的正电荷。这些过剩的正电荷需要带负电的氯离子迁移到缝隙中去，以保持电中性。结果缝隙内金属氯化物的浓度增加。之后，金属氯化物MCl2水解，生成不溶性的金属氢氧化物沉淀和盐酸凡是耐蚀性依靠氧化膜或钝化膜的金属或合金，例如不锈钢和碳钢，特别容易遭受缝隙腐蚀。四、孔蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态孔蚀

5、又称为点蚀或坑蚀。孔蚀是在金属表面上产生小孔的一种极为局部的腐蚀形态孔蚀是冷却水系统中最常见的，又是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态之一。一些常用的耐蚀金属和合金的耐孔蚀能力大致可以排列如下：孔蚀是金属溶解的一种独特形式。蚀孔中金属的阳极溶解是一种自催化过程。五、选择性腐蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态选择性腐蚀是从一种固体金属中有选择性地除去其中一种元素的腐蚀。冷却水系统中最常见的选择性腐蚀的实例是电厂凝汽器中黄铜管的脱锌黄铜脱锌的机理目前有两种理论。一种认为，由于锌比铜活泼，脱锌是黄铜表面层中的锌发生选择性溶解，而铜则仍留在黄铜的表面层中；另一种认为，铜和锌一起溶解，之后锌离子

6、留在溶液中，而铜则镀回到黄铜的基体上。防治：－－－－添加微量元素砷成为铜合金管六、磨损腐蚀第三节　冷却水中金属腐蚀的形态磨损腐蚀是由于腐蚀性流体和金属表面间的相对运动引起的金属加速破坏和腐蚀磨损腐蚀的外表特征是：腐蚀的部位呈槽、沟、波纹和山谷形，还常常显示有方向性磨损腐蚀与表面膜、流速、湍流、冲击、金属或合金的性质等因素有关。七、应力腐蚀破裂第三节　冷却水中金属腐蚀的形态应力腐蚀破裂是指由拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起金属或合金的破裂。应力腐蚀破裂的特点是，大部分表面实际上未遭破坏，只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围之内发生，因此后果严

7、重应力腐蚀破裂的方向一般与作用应力的方向垂直:应力腐蚀破裂的重要变量是温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构一、pH值第四节　冷却水中金属腐蚀的影响因素两性金属的氧化物既溶于酸性水溶液中，又溶于碱性水溶液中二、阴离子第四节　冷却水中金属腐蚀的影响因素水中不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面具有以下的顺序水中的铬酸根、亚硝酸根、钼酸根、硅酸根和磷酸根等阴离子则对钢有缓蚀作用，其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。冷却水中的等活性离子能破坏碳钢、不锈钢和铝等金属或合金表面的钝化膜，增加其腐蚀反