模拟地热水中304不锈钢管和镀锌钢管的腐蚀与结垢.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)JanuaryAcmPys．一Chim．Sin．，2010，26(1)：39-4639[Article】www．whxb．pku．edu．cn模拟地热水中304不锈钢管和镀锌钢管的腐蚀与结垢朱立群吴坤湖李卫平刘慧丛(北京航空航天大学材料科学与工程学院，空天材料与服役教育部重点实验室，北京100191)摘要：采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测试的方法研究了304不锈钢管和镀锌钢管在模拟地热水(我国中部平原地热水的环境条件)中的腐蚀与结垢行为．结果表明，不锈钢管的结垢产物为“针”状物，其组成主要为Ca

2、CO。和MgCO。；镀锌钢管的腐蚀与结垢产物为“球”状物和“针”状物，其组成主要为Zn(OH)、ZnO和CaCO3；腐蚀产物与结垢产物在晶核的形成生长过程中往往存在相互作用，同时它们在基材表面的分布对镀锌钢管的进一步腐蚀产生一定的抑制作用．关键词：地热水；304不锈钢管；镀锌钢管；结垢；腐蚀中图分类号：0646；TG172．5ScalingandCorrosionof304StainlessSteelandGalvanizedSteelPipesinaSimulatedGeothermalWaterEnvironmentZHULi—QunWUKun—HuLIWei—PingLIUHui—C

3、ong(KeyLaboratoryofAerospaceMaterialsandPerformance(MinistryofEducation),SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeihangUniversity,Beijing100191，PR．China)Abstract：Steelpipecorrosionandscalingisauniversalproblemduringtheexploitationanduseofgeothermalresources．Scanningelectronmicroscopy(SEM)，energydi

4、spersionspectrometry(EDS)，X—raydiffraction(XRD)，andelectrochemistrytestwereusedtocharacterizeandinvestigatethescalingandcorrosionbehaviorsofgalvanizedsteeland304stainlesssteelpipesinasimulatedgeothermalwaterenvironment(Chinesecentralplaingeothermalwater)．Resultsindicatedthatthescaleformedonthe304s

5、tainlesssteelpipeconsistedofaneedle—likesubstanceanditsmaincomponentswereCaCO3andMgCO3．Thecorrosionandscalingmorphologyofthegalvanizedsteelpipeconsistedofaball—likesubstanceandaneedle—likesubstancewithmaincomponentsofZn(OH)2，ZnO，andCaCO3．Corrosionandscalingoftenappearedsimultaneouslyandactedsynerg

6、isticallyduringtheformationandgrowthofthecrystalnucleiandtheypreventedfurthercorosionofthegalvanizedsteelpipeingeothermalwater．KeyWords：Geothermalwater；304stainlesssteelpipe；Galvanizedsteelpipe；Scaling；Corosion地热作为一种新的能源，具有分布广、成本低、可系统中腐蚀与结垢产物形成的原因、趋势以及如何直接利用、对环境污染小等优点，受到越来越多国家控制进行了理论上的初步探索．Sugama研

7、究的重视和开发，近年来在工农业、建筑业、医疗保健了不同的涂层在地热水环境中对钢基材料腐蚀与结等领域都已得到很大程度的应用．在地热开发和垢的防护效果．使用的过程中最常见的问题是供热系统(如金属管目前，许多国家开发利用地热资源主要是通过道、泵)的结垢与腐蚀问题”．文献[12—18]针对地热地热井抽取地热水的方式来实现，而且大部分都是Received：August30，2009；Revised：October26，2009；P