《水化学指标》PPT课件.ppt

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1、第四章水化学指标水化学腐蚀核电站的水化学指标水化学主要参数的调整（水中溶解氧的抑制，pH的调整，电导率检测）电厂水汽质量指标1水及其溶液由于具有高的沸点、低的凝固点及高度热焓，在核电站反应堆中作为冷却剂及传热介质。在压水堆核电站中，水作为反应堆堆芯冷却剂及二回路的传热介质。在高温气冷堆中，高纯水作为二回路的传热介质。不论作为冷却剂还是传热介质，它们都是在高温高压下工作，都有可能使奥氏体不锈钢产生腐蚀。反应堆结构材料的腐蚀往往会造成重大经济损失，金属腐蚀也是造成核电站和热电站设备事故的重要原因之一。并严重影响

2、正常的电力供应。全世界发达国家每年因腐蚀而造成的损失价值约7000亿美元，占国民经济生产总值的2％~4％。因此在核电站中，控制和降低腐蚀就是水化学的重要任务。水化学的另一任务是降低辐射对工作人员的影响，构筑安全工作环境。下面首先介绍水化腐蚀与水化学成分和指标的关系。一水化学腐蚀与水溶液接触的设备或管道，长期运行时都会有不同程度的腐蚀，而腐蚀产物又会与水垢一起沉积在设备的表面，使腐蚀问题复杂化，水化学的目标之一就是降低或抑制设备的腐蚀，即使通常称之为的不锈钢材料也是存在腐蚀问题的。化学腐蚀可分下述几种情况：2

3、（1）铁-水反应高温下，铁-水系统及铁-水蒸汽系统在热力学上是不稳定的，它们相互作用按下式反应生成磁铁氧化物Fe3O4或FeO，同时释放出氢气：3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2Fe+H2O→FeO+H23FeO+H2O→Fe3O4+H2在蒸汽发生器中高温水蒸汽的腐蚀就是这类腐蚀。在高温条件下，水与金属反应，生成一种金属氧化物膜（Fe3O4），其形成过程：。这种膜是致密的，具有保护金属不再腐蚀的作用。水质pH值10~12时，钢铁的腐蚀速度最小，护膜稳定性较好。当锅炉水质pH不合适时，保护膜被破坏，产生腐蚀

4、。3即使无酸，碱，也有反应2）氧腐蚀氧腐蚀又叫耗氧腐蚀，是指导致溶液中氧的还原反应（生成OH-或H2O）的一种腐蚀。氧腐蚀的破环形式可能是全面的均匀腐蚀，也可能是局部腐蚀。在容器中氧腐蚀在金属上形成“溃疡”是局部腐蚀。氧腐蚀发生的主要原因是水中氧含量和pH值太高。氧腐蚀化学反应。最终产物是Fe3O4,Fe2O3，FeOOH----Fe（OH)2脱水氢氧化亚铁不稳定，氧化4局部腐蚀是钢铁表面形成许多小鼓包，鼓包下是腐坑，坑口被腐蚀产物所覆盖。如金属表面电化学不均匀性，如有夹杂物存在，氧化膜不完整等。在含氧水中

5、形成氧化还原反应（腐蚀微电池），腐蚀反应为：阳极：Fe→Fe2++2e阴极：O2+2H2O+4e→OH-生成的：Fe2+发生水解，产生H+，即：Fe2++2H2O→Fe(OH)2+2H+产生所反应的H+使阳极处的pH值下降，加速了阳极反应，在阳极处形成小腐蚀坑。使坑内腐蚀进一步加快。坑内Fe2+浓度高，Fe2+向坑外扩散，在坑口处形成Fe3O4铁锈或Fe(OH)2等产物。堆在坑口处，使氧很难进入坑内。当水流速度快时，可把腐蚀产物冲走，使电池不能形成，因此，氧腐蚀易发生在水流停滞处。影响氧腐蚀的几个因素是：氧

6、浓度；pH值；温度；Cl-及浓度；氧腐蚀示意图5水中氧浓度及温度对碳钢腐蚀速度的影响温度对氧腐蚀速度的影响水中氧及pH对腐蚀速度的影响pH值对氧腐蚀的影响6腐蚀反应经常不是单一因素（3）酸腐蚀产生酸的来源：##由于水中杂质在高温下热分解，降解或水解，产生酸性物质。阴树脂60度开始分解，阳树脂160度分解有机酸，甲酸，乙酸等#给水及水质pH过低是造成酸腐蚀的主要原因。如凝汽器泄漏的冷却水中酸性物质等。#碱土盐类（水碱沉积物）水解产生酸防止酸腐蚀的途径，除提高补给水质量和防止凝汽器泄漏外，一般是对给水pH值调节

7、，采用碱性水运行方式。中和水中溶解的CO2等酸性物质。例如把水调节pH为9.0~9.2。酸性腐蚀；7pH值与平均腐蚀速率的关系8（4）应力腐蚀破裂一般不锈钢在高温含Cl-介质中，在有应力作用下，在与拉应力垂直的平面上出现裂纹（见图4-4）。开始时只有微小裂纹，逐渐变成宏观裂纹。裂纹的产生是机械力和电化学作用共同作用造成的。影响不锈钢应力腐蚀的因素除Cl-，应力外，还有溶解氧的浓度。表是在350℃条件下，1Cr18Ni9Ti不锈钢的应力腐蚀破坏数据。碳钢在强碱溶液（NaOH）中会产生碱脆，且有突发性。碱腐蚀产

8、生的前提是有一定的拉应力及碱性溶液介质。氯及氧的应力腐蚀影响浓度（mg/L）试验时间结果Cl-O20.050.1~0.2880无裂纹0.100.2~0.42055无裂纹0.101.5~3.01985出现裂纹0.1038~42221出现裂纹100.5~1.0650出现裂纹10000.1~0.2873无裂纹9（5）氨腐蚀氨水溶液呈弱碱性，对钢铁材料不产生腐蚀，但对铜制材料则有明显的腐蚀作用。氨在水中的反应：K=1.8