冷却水中金属腐蚀的机理 工业冷却水系统中大多数的换热器是由碳钢制造.doc

《冷却水中金属腐蚀的机理 工业冷却水系统中大多数的换热器是由碳钢制造.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、冷却水屮金属腐蚀的机理工业冷却水系统屮大多数的换热器是由碳钢制造的。为此，我们以碳钢作为金属的代表，讨论金属在水屮腐蚀机理。一、液滴试验当用一滴含有铁锈指示剂(ferroxy-indicator)(酚猷+高铁亂化钾)的氯化钾溶液滴在一块已用砂纸打磨光亮的碳钢试片表面上时，如果氯化钾溶液中含有溶解氧，则可以看到，在淡黄色液滴下面的碳钢表面上将出现许多蓝色的小点。开始时，这些蓝色小点的分布没有什么规则；过了一段时间后，淡黄色的溶液逐渐变为桃红色，而蓝色沉淀则将集屮在液滴的屮部；随着时间的推移，桃红色和蓝色逐渐加深；最后溶液仍保持桃红色，但液滴中部的蓝色

2、沉淀则逐渐转变为黄色沉淀。在这一试验中，液滴屮部的碳钢表曲产生蓝色沉淀说明，在腐蚀过程屮，水屮的碳钢被氧化成亚铁离了而发生了腐蚀；而液滴四周的溶液变成桃红色说明了从空气屮进入液滴内水屮的氧被还原生成了OH。由此可见，在有溶解氧存在的屮性水或屮性水溶液屮，金属腐蚀是一个氧化还原过程。在这个过程屮，金属(例如铁)发生氧化，氧则发生还原。但是这个氧化还原过程有一个特点：金属的氧化反应发生在一处邙口极区)，氧的还原反应则发生在另一处(阴极区)。因此，金属的腐蚀是一个电化学过程。此时，阳极区、阴极区、水溶液三者构成了一个腐蚀电池。二、冷却水屮金屈腐蚀的机理由

3、于种种原因，碳钢的金属表面并不是均匀的。当它与冷却水接触时会形成许多微小的腐蚀电池(微电池)。其屮活泼的部位成为阳极，腐蚀学上把它称为阳极区；而不活泼的部位则成为阴极,腐蚀学上把它称为阴极区。在阳极区，碳钢氧化生成亚铁离子进入水屮，并在碳钢的金属基体上留下两个电了。与此同时，水屮的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过來的两个电了，还原为OH。这电极反应可以表示为在阳极区在阴极区J当亚铁离了和氢氧根离了在水屮相遇时，就会生成Fe(OH)2沉淀，如果水屮的溶解氧比较充足，则Fe(OH)2会进一步氧化，生成黄色的绣FcOOH或Fc2O3?H2O,而不是Fc(

4、OH)3。如果水中的氧不充足，则Fe(OH)2进一步氧化为绿色的水合四氧化三铁或黑色的无水四氧化三铁。由以上的金属腐蚀机理可知，造成金屈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的阳极区，而腐蚀电池的阴极区是不腐蚀的。孤立的金属腐蚀时，在金属表面上同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现彖，称为电极反应的耦合。互相耦合的反应称为共辘反应，而相应的腐蚀体系则称为共觇体系。在共辘体系屮,总的阳极反应速度与总的阴极反应速度相等。此时，阳极反应释放出的电子恰好为阴极反M所消耗，金屈表面没有电荷的积累，故H电极电位也不随时间而

5、变化。金属腐蚀时的电极电位称为腐蚀电位(corrosionpotential)。从以上的讨论可以看到，在腐蚀控制屮，只要控制腐蚀过程屮的阳极反应和阴极反应两者屮的任意一个电极反应的速度，则另一个电极反应的速度也会随Z而受到控制，从而使報个腐蚀过程的速度受到控制。・第二节冷却水中金属腐蚀的形态page78-82一、均匀腐蚀二、电偶腐蚀三、缝隙腐蚀以、孔蚀五、选择性腐蚀六、磨损腐蚀七、应力腐蚀破裂第三节冷却水屮金属腐蚀的影响因素一、pH值冷却水的pH值对于金属腐蚀速度的影响往往取决于该金属的氧化物在水屮的溶解度对pH值的依赖关系。因为金属的耐蚀性能与英

6、表面上的氧化膜的性能密切相关。如果该金属的氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液例如钦、铁、镁等，则该金属在低pH值时就腐蚀的快一些，而在高pH值是就腐蚀的慢一些。必须指出的是，将铁列入这一类金属是有条件的，因为pH值很高时，铁要溶解而生成铁酸盐。有些金属的氧化物既溶于酸性水溶液屮，又溶于碱性水溶液中。这些氧化物被称为**氧化物，而这些金属则被称为**金属，例如铝、锌、铅和锡。这些金属在屮间的pH值范围内具有最高的腐蚀稳定性。二、阴离子金属的腐蚀速度与水屮阴离子的种类有密切关系。水屮不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方血具有以下的顺序：冷却水屮的等活性

7、离了能破坏碳钢、不锈钢和铝等金屈或金属表面的钝化膜，增加其腐蚀反应的阳极过程速度，引起金屈的局部腐蚀。水屮的倂酸根、亚硝酸根、釦酸根、硅酸根和磷酸根等阴离了则对刚有缓蚀作用，其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。三、络合剂络合剂乂称配体。冷却水屮常遇到的络合剂有：NH3、CN、EDTA和ATMP等。他们能与水屮的金属离子生成可溶性的络离子，使水中金属离了的游离浓度降低，金属的电极电位降低，从而使金属的腐蚀速度增加。四、硬度水屮钙离了浓度和镁离了浓度之和称为水的硬度。钙、镁离了浓度过高时，则会与水屮的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用，生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸镁垢

8、，引起垢下腐蚀。五、金属离了冷却水屮的金属离了对腐蚀的影响大致有以下儿种情况。冷却水屮的碱金属离了，例如钠离子和钾离子，对