物理化学电化学腐蚀与防护.docVIP

电化学金属腐蚀原理与防护 高材1205班 穆仕敏 20120221165 摘要： 1.金属腐蚀：金属和金属制品在一定环境中使用或者放置，会自发的发生氧化反应，逐渐的变成氧化物，氢氧化物或各种金属盐，而金属本身则早饭到破坏。例如：钢铁在潮湿的空气中生锈、铝锅盛食盐而穿孔等。这类现象称为金属的腐蚀。 2.腐蚀电池：金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为 关键词：电化学腐蚀，腐蚀电池，金属的保护，电化学腐蚀的应用。 电化学腐蚀现象： 1，黄铜制作的的铜锣不易产生铜绿 2，.生铁比软铁芯容易生锈 3，锈质铁器附有铜质配件，在接触处容易生铁锈 4，钢铁在潮湿的空气中生锈。 5，铝锅盛食盐而穿孔 二、电化学腐蚀的原理：当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池，阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。也就是说金属腐蚀就是腐蚀电池的形成和发生反应的过程。 三、.电化学腐蚀的原因：腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中，，等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体()以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。 四、.化学反应方程举例： （1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) 负极(Fe)： 正极(杂质)： 电池反应： 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。 吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) 负极(Fe)： 正极： 总反应： 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。 ，，析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的被氧所氧化，生成脱水生成铁锈。 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。 五、化学腐蚀的危害： 1。由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，但有氧补充时，该腐蚀将会继续进行并加重。危害性是非常大的，一方面，它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。另一方面，由于停用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态，使机组启动和运行时，给水铁含量增大。不但加剧了炉管内铁垢的形成，也加剧了热力设备运行时的腐蚀。 2.电化学腐蚀往往伴随着电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生。而且电化学腐蚀中常常伴有重金属。 3.浪费金属材料，毁坏金属设施，对金属制品有着严重的威胁，全球大约有五分之一的金属被腐蚀掉了。 4.减少许多金属材料的制品的寿命，使金属设备更新周期加快，浪费大量的财力、人力、物力。 5.金属电化学腐蚀阻碍了科学在材料方面的发展，影响科学的进步。 电化学腐蚀的防护及应用 1．阳极保护（适用有钝化曲线的金属）凡是在某些化学介质中，通过一定的阳极电流，能够引起钝化的金属，原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法，取得了良好效果，有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点：钝化区的电势范围不能过窄，否则容易由于控制不当，使阳极电势处于活化区，则不但不能保护金属，反将促使金属溶解，加速金属的腐蚀。2．阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极，这样构件本身就成为阴极而受到保护，发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。1）称为牺牲阳极保护法：它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属，即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极，称为保护器。这时，保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解，从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。（2）外加电流的阴极保护法：目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法，它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连，并在系统中引入另一辅助阳极，与外