工业水处理-电厂化学7-10讲义.ppt

电厂化学—培训;目 录;第七章　热力系统的金属腐蚀;第一节　腐蚀基础;二、金属腐蚀环境 　　一般指材料所处的介质、温度和压力等。 　　几乎所有的介质都有一定的腐蚀性。金属材料不同，介质的状态不同、成分不同、浓度不同，腐蚀的程度也各不相同。一般温度和压力的升高会使腐蚀加剧。介质的流速也是影响腐蚀的重要因素。 热力设备的腐蚀应分析热力设备腐蚀的特点，了解腐蚀产生的条件，找出腐蚀产生的原因，掌握腐蚀的防止办法;三、金属腐蚀的分类 1、按腐蚀机理（反应特点）分为电化学腐蚀和化学腐蚀。锅炉在水侧的腐蚀属于前者；烟气侧温度在露点以上的腐蚀属于后者。 2、按腐蚀形态分为均匀腐蚀和不均匀或局部腐蚀。金属表面几乎全面遭受腐蚀的称为均匀腐蚀；只有一部分遭受腐蚀的称不均匀腐蚀或局部腐蚀。局部腐蚀又可分为小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等等。 3、按腐蚀的温度划分为低温腐蚀和高温腐蚀。 4、按腐蚀介质的状态划分为干腐蚀和湿腐蚀。 5、按介质的种类划分为大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀。 　　各种腐蚀分类之间有一定联系，如干腐蚀一般为化学腐蚀，湿腐蚀一般为电化学腐蚀。金属在高温下氧化引起的腐蚀属于化学腐蚀。;四、金属的腐蚀速度 　　金属腐蚀的速度代表单位时间内金属的腐蚀程度，通常是用平均腐蚀速度来表示，简称为腐蚀速度。 (1) 按质量的减少表示。这种方法常用来比较各种介质的侵蚀性。 (2) 按腐蚀深度表示。为了表示腐蚀的危害性，用腐蚀深度来评定腐蚀速度更为适当，通常用毫米／年来表示。;第二节　金属电化学腐蚀的基本原理;; 　　由于金属阳离子脱离金属表面，而自由电子仍留在金属上，因此金属带负电，水溶液带正电。通过静电引力，溶液中的过剩阳离子紧紧靠近金属表面，与金属上的多余负电荷形成双电层。随着金属的不断溶解，金属中的负电荷越来越多，其对于金属阳离子的束缚作用越来越强，金属的溶解速度逐渐降低。另一方面，水溶液中的金属阳离子可以摆脱水分子的水合作用而返回到金属的表面发生沉积，同样随着金属的不断溶解，这种沉积的趋势将越来越强，即金属离子的沉积速度逐渐增大。当金属与溶液之间发生的溶解和沉积的速度相等时，则电极反应达到动态平衡：此时，双电层中正负电荷的数量相对稳定，溶液中的过剩离子数量亦稳定。;二、 腐蚀电池 当电极过程达到平衡时，金属与溶液间形成的双电层亦处于一种动态平衡，它将阻碍金属继续溶解。若将金属上的自由电子引出则平衡将被破坏，金属将继续溶解。 不同电极的电极电位不同，如果将两个不同电极连接起来，形成闭合回路即组成原电池。如由铜电极与锌电极组成的铜一锌原电池。由于铜电极的电极电位高于锌电极的电极电位，即铜的溶解能力弱于锌，故锌电极上有更多的剩余自由电子，这些自由电子在两电极间的电位差的作用下，通过导线到达铜电极，在外电路形成电流。此时铜电极上的自由电子过剩，溶液中的铜离子沉积到铜电极板上中和过剩的自由电子，而在锌电极上，由于自由电子数量减少，平衡被破坏，锌将继续溶解。该过程一直持续到锌极板完全溶解为止，这种能将化学能转变为电能的装置称为原电池。金属与水溶液接触时，由于各种原因，金属内部的不同部分产生不同的电极电位而组成原电池。这是金属发生电化学腐蚀的根本原因，这种原电池称为腐蚀电池。;　　金属各部位形成不同电位的原因很多，如金属中含有杂质又处于介质(潮湿空气、水或电解质溶液)中时，金属晶粒与晶界之间的能量差别，金属加工时所产生的变形和内应力不同而造成的金属的物理不均匀性，金属所接触的溶液组成和浓度的差异，金属表面的温度不同等。实际上，腐蚀电池是由于各种原因在金属的某些部分形成的许多肉眼看不见的小型微原电池。在原电池中，失去电子的金属电极上发生氧化反应，该金属溶解(即腐蚀)，此电极称为阳极(如锌电极)，另一个得到电子发生还原反应的电极称为阴极(如铜电极)。 ; 金属的电化学腐蚀是由腐蚀电池作用引起的，其腐蚀速度决定于此腐蚀电池所产生电流的大小，据此可估算出腐蚀速度。在腐蚀电池中，金属本体就是它的外电路。因为当电池形成闭合回路后，即使时间很短，其两极的电位差也会比原先的数值小得多，因此实际上腐蚀速度要远小于估算值。这是这种电位差比起始值减小的现象称为极化。当电池接通后，阴极电位变低(称为阴极极化)，阳极电位变高(称为阳极极化)，从而导致阴极和阳极的电位差变小，使腐蚀速度大幅度降低。 通常，在腐蚀电池中阳极极化的程度不大，只有当阳极上因氧化产物的积累使金属表面状态发生了变化，产生了所谓钝态的情况下，才显示出显著的极化。而在阴极部分，假使接受电子的物质不能迅速地扩散，或者阴极反应产物不能很快被排走，则由于金属传送电子的速度很快，由阳极传送过来的电子就会堆积起来，产生阴极极化。;　　由此