电化学腐蚀范文

电化学腐蚀篇1

引言：电化学表面加工技术中材料的增加或减少都是以离子的形式进行的，由于金属离子的尺寸非常微小（10-1nm），因此，以“离子”方式去除材料的微去除方式使电化学加工技术在微细制造领域、纳米制造领域存在着极大优势，只要精细地控制电流密度和电化学发生区域，就能实现电化学的微细溶解或微细沉积。

一、电化学腐蚀原理

金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经这种途径进行的腐蚀过程，称为电化学腐蚀。在腐蚀作用中最为严重的是电化学腐蚀，它只有在介质中是离子导体时才能发生。即便是纯水，也具有离子导体的性质。在水溶液中的腐蚀，最常见的去极化剂是溶于水中的氧（o2）。

二、电化学腐蚀的分类

上述金属腐蚀现象，都是假定阳极和阴极反应是在金属表面相同的位置发生的，这样引起的金属腐蚀是均匀的，称为均匀腐蚀，见本文由论文联盟收集整理图6.1 （a）。实际上，金属中总是或多或少含有杂质，是不均匀的。有些金属中还有目的地加入其他成分以改善其机械性能或耐腐蚀性，例如合金，但也因此引进了一定程度的不均匀性。有些金属构件在加工过程中产生了内应力，同样造成不均匀性。另外，腐蚀介质也可能因浓度差等原因产生局部的不均一性。这种金属/溶液界面的不均一性是产生局部腐蚀的原因。局部腐蚀的危害比均匀腐蚀要严重得多，因为金属腐蚀的阳极反应和共扼阴极反应，由于金属/溶液界面的不均一而产生了空间分离，阳极反应往往在极小的局部范围内发生，此时总的阳极溶解速率虽然仍旧等于总的共扼阴极反应速率，但是阴极电流密度（单位面积内的反应速率）却大大增加了，即局部的腐蚀强度大大加剧了。例如一根均匀腐蚀的铁管可以连续使用很长时间而无大碍，但如局部腐穿就只能报废。典型的局部腐蚀有孔蚀、晶间腐蚀、脱成分腐蚀、冲蚀和应力腐蚀破裂腐蚀，它容易发生在含有氯离子的高温水中，机理究竟是锌溶解而铜不被腐蚀，还是zn和cu同时溶解，然后铜又析出，尚未搞清楚。家用热水器所用的黄铜制龙头，经几年使用后变成铜色，这就是我们身边发生的这种腐蚀的实例。

冲蚀是在冲击的机械作用下，材料表面发生磨损的同时又加入腐蚀作用，两者相互促进，产生严重的侵蚀。气相流体中的液滴、液相流体中的固体粉末、液体中旋涡产生的空穴、弯管等部位发生的涡流等，都能破坏表面膜，加速腐蚀。

应力腐蚀破裂是一种在特定环境组合下，如铝合金和不锈钢与氯化物水溶液、铜合金与氨水、碳钢和碱性水溶液等，由于低的拉应力导致金属材料破裂的现象。破裂有沿晶（晶界破裂）和穿晶（晶粒破裂）两种。它们对于受应力的器械危害最大，如高压锅炉、飞机上侧面薄壁、钢索、机器的轴等，如果发生这类腐蚀就可能突然崩裂而酿成事故。

孔蚀是在材料表面，形成直径小于1mm并向板厚方向发展的孔。介质发生泄漏，大多是孔蚀造成的，而且它的发展速度也是很快的，大多为每年数毫米。

晶间腐蚀是沿着金属材料的晶界产生的选择性腐蚀，尽管晶粒几乎不发生腐蚀，但仍然导致材料破坏。例如，不锈钢贫铬区产生的晶间腐蚀，是由cr23 c6等碳化物在晶界析出，使晶界近旁的铬含量降到百分之几以下，故这部分耐蚀性降低。铝合金、锌、锡、铝等，也存在由于在晶界处不纯物偏析，导致晶界溶解速度增加的情况。

三、金属的电化学防腐蚀

从腐蚀角度保护金属材料最简单易行的方法是将材料与腐蚀环境隔离。例如有机涂料、无机物的搪瓷等涂覆金属表面以使材料与腐蚀环境隔绝。当这些保护层完整时是能起到保护作用的。这里主要介绍已广为人们采用的电化学防腐蚀方法。

1.金属镀层

用电镀法在金属的表面涂一层别的金属或合金作为保护层。例如自行车上镀铜锡合金当底，然后镀铬，铁制自来水管镀锌以及某些机电产品镀银或金等都可以达到防腐蚀目的。电镀是借助于电解作用，在金属制件表面上沉积一薄层其他金属的方法。包括镀前处理（除油、去锈）、镀上金属层和镀后处理（钝化、去氢）等过程。电镀时，将金属制件作为阴极，所镀金属作为阳极，浸人含有镀层成分的电解液中，并通人直流电，经过一段时间即得沉积镀层。

2.阳极保护

它是指用阳极极化的方法使金属钝化，并用微弱电流维持钝化状态，从而保护金属。此法是基于对金属钝化现象的研究提出的。因此，要弄清阳极保护的原理，首先要明白金属钝化的原理。

金属阳极溶解时，在一般情况下，电极电势愈正，阳极溶解速度愈大。但在有些情况下，当正向极化超过一定数值后，由于表面某种吸附层或新的成相层的形成，金属的溶解速度非但不增加，反而急剧下降。

在金属被化学溶解时也有类似情形。例如铁浸在硝酸溶液中，随着硝酸浓度的升高，铁的溶解速度加快。但当硝酸浓度超过某一临界值后，铁的溶解速度反而显著降低。这种在强化条件下金属正常溶解反而受到阻抑的现象叫做金属的钝化用控制电势法测定阳极极化曲线，可以清楚地了解金属的钝化过程。如图所示就是典型的恒电势阳极极化曲线。曲线分为四个区域ab段为活性溶解区，金属进行正常的阳极溶解。当电势达到 时，金属发生了钝化过程。金属的溶解速度剧烈降低，故 为临界钝化电势。bc段是过渡钝化区，金属表面由活化状态过渡到钝化状态。cd段是稳定钝化区，这一段电势区通常达1～2v，有的金属甚至可达几十伏，在此电势范围内金属的钝化达到稳定状态，金属的溶解速度达到最低值，在整个cd段溶解速度几乎保持不变。de段是过钝化区，当 进入de段，这时金属溶解速度又得新加快，造成这一现象有两种可能的原因，一是金属的高价态溶解，另一种可能是发生了其他的阳极反应，例如氧的析出。

电化学腐蚀篇2

关键词： 电化学腐蚀 金属材料 电化学测试

电化学腐蚀比其他类型的腐蚀破坏更为常见，对金属是极其危险的。它可能发生在气体环境中，这时湿气凝结在金属表面上(大气腐蚀)；可能发生在土壤中(上坟腐蚀)和溶液中(液体腐蚀)。电化学腐蚀是受电化学反应动力学支配的。其速度可根据法拉第定律测定。电化学腐蚀的一个特殊情况是电腐蚀，即由外电流引起的腐蚀。除去不溶性阳极的破坏以外，电腐蚀还包括有导电液体波过的管道的腐蚀和电解槽壁及地下金属结构在由探露电线来的直流电影响下的溶解(漫沈腐蚀)。这种漫流可能在金属结构的两个部分之间建立电位若，其一部分内某外电源接受电流(别极区域)，另一部分则起阳极作用(阳极区域)，即被破坏的阳极部分，因此电流流入周围的离子导电介质。按照伴随电化学腐蚀的破坏方式，腐蚀分为影响金属全部表面的一股腐蚀和局限于金属表面一定部分的局部腐蚀。在后一种情况下腐蚀可能导致斑点(破蚀)或凹坑(小扎)。此腐蚀可能涉及合金中一种单独金届成分的晶粘(挥发性腐蚀)，可能穿透所有晶粒因而形成一些狭窄的缝隙(横品腐蚀)或者可能集中在晶粗边界上进行(粒间腐蚀成品间腐蚀)。新化学腐蚀的速度和特征主要决定于金属的本性及其环境。按照在一种特殊介质中的腐蚀速度，金属可分为稳定金属和不稳定金属。根据一个给定介质腐蚀金属的速度，可以确定它是腐蚀性的或非腐蚀性的介质。目前已经提出了各种不同的常规标度来估计金属的耐腐蚀性和介质的腐蚀性。

电化学腐蚀与化学腐蚀的区别在于电化学腐蚀是金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的腐蚀。其腐蚀历程包括两个相对独立且又同时进行的氧化和还原过程，故反应过程中伴随有电流流过。

化学腐蚀是金属表面与非电解质溶液直接发生纯化学作用而引起的腐蚀。其反应历程的特点是：在一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递在金属与氧化剂之间直接进行，没有电流产生。

下面我们以变电站的接地网为例来用电化学法测试法研究金属材料的耐腐蚀性。在我国，由于资源、经济等原因，变电站接地网所用的材质主要为普通碳钢。接地网腐蚀通常呈现局部腐蚀形态，发生腐蚀后接地网碳钢材料变脆、起层、松散，甚至发生断裂。无论在盐碱性土壤中还是在一般性土壤中，接地网的碳钢试片腐蚀都是非常严重的，其表面有许多局部腐蚀坑，试片边缘也不完整。

腐蚀是接地体事故扩大的一个主要原因。因为对于运行多年的接地网而言，腐蚀性土壤环境中的电化学腐蚀及电网设备等运行中的泄流造成的腐蚀使得接地体截面减小，甚至断裂，造成接地性能不良，不能满足热稳定性的要求，所以电路电流将会烧坏接地网，使得变电站内出现高电位差，造成其他主设备的毁坏事故，还会危及人身安全。由于接地网埋设在地下，一旦腐蚀严重到使接地网的接地电阻不合格，甚至局部断裂时，对接地网的翻修改造是相当费劲和困难的，费用也是巨大的，因此防止接地网腐蚀，保证接地性能的稳定性，延长接地网的使用寿命，是电力系统安全经济生产所迫切需要解决的课题。

对于接地网防腐蚀的研究，目前国内主要有两条路线。一是研制耐蚀性能优良而且经济性好的导电材料以取代目前普遍使用的碳钢；二是采用电化学保护技术以减缓正在服役的接地网的腐蚀速度，延长使用寿命。

由于接地网土壤腐蚀是一个缓慢过程，因此为了能快速优选出所需的材料，在实验室里进行了电化学测试，试验测试方法包括极化曲线、交流阻抗和动电位扫描。由于变电站接地网要承受雷电流及电网不平衡电流的泄流作用，因此在对材料进行筛选时必须了解材料的耐电解电流腐蚀的性能，在实验室里进行了材料的电解试验。试验所用土壤介质的理化性质分析结果，其自腐蚀电位-688mV。根据德国DIN 50929土壤腐蚀性评价标准评价该土壤为腐蚀性土壤。试验所筛选的材料为2种稀土钢材（CL4和CL5）及3种常见表面处理的合金钢（CL1、CL2和CL3）。为了便于对比，试验还使用了普通碳钢及镀锌钢。根据实验室初步试验的结果，在变电站现场土壤中埋置了一定数量的材料试片，以了解材料在变电站土壤现场中的耐蚀性能。

在实验过程中了进行极化曲线测试、交流阻抗测试和电解测试。从极化曲线测试试验的结果可以看出，在这些土壤介质中，材料CL1、CL2的腐蚀速率较其他材料低，其耐蚀性能较好。而从交流阻抗测试试验结果可以看出，材料CL1、CL2的阻抗值明显高于其他材料，比普通碳钢高出2个数量级。材料CL4、CL5的耐蚀性能与普通碳钢差不多，甚至有时还不如普通碳钢。从电解测试试验结果可以看出，镀锌钢耐电流电解腐蚀性能较差，材料CL1和CL2的耐电流电解腐蚀性能较好，其耐蚀性能比普通碳钢要高得多。电解结束后观察材料表面可以看出，镀锌钢表面的镀层出现了局部剥离现象，而其他材料表面均没有出现这种现象。

为了更好地研究金属材料的耐腐蚀性，还进行了现场埋置试验。不同材料制作的试片在变电站现场土壤中埋置500天后挖出，经过表面处理后测定材料的腐蚀速率，结果可见，材料CL1和CL2的腐蚀速率较碳钢及镀锌钢要小得多。同种材料，当与接地网连接时其腐蚀速率高于接地网不连接时的腐蚀速率，原因是与接地网连接的试片除了要受到土壤自然腐蚀作用外，还要受到变电站接地网泄流时的电流电解腐蚀。在变电站土壤现场埋置试验过程中发现，与接地网连接的镀锌钢材料在不到1年时间其表面镀锌层就已经被电解腐蚀掉，未与接地网连接的镀锌钢材料其表面镀锌层却完好。从现场埋置材料试片测定的腐蚀速率结果也可以看出，镀锌钢用作接地网材料时其耐蚀性能较普通碳钢没有多大提高，因此用镀锌钢材料来延长接地网使用寿命意义不大。

由此我们可以得出以下结论。

（1）在土壤腐蚀性较严重的地区，为了延长接地网使用寿命，在设计时往往考虑采用镀锌钢。其防腐蚀的原理是锌的腐蚀电位较普通碳钢的低，在土壤介质中锌优先被腐蚀掉从而保护了普通碳钢，达到延长碳钢使用寿命的目的。在没有电流作用下，镀锌钢的使用寿命的确较长，在变电站土壤现场埋置试验的结论也是如此。但是作为接地材料，由于其要受到接地电流的作用，镀锌钢表面的镀锌层很快就会被电解掉，因而镀锌钢对延长接地网的使用寿命实际作用不大。

（2）根据实验室电化学测试的结果可知，无论是在土壤浸出液中还是在土壤泥浆中，材料CL2的耐蚀性能都较其他材料的耐蚀性能好，是普通碳钢耐蚀性能的5—7倍。

（3）经试验测试表明，材料CL1和CL2的耐蚀性能较普通碳钢要强得多，这对于延长变电站接地网的使用寿命，确保接地网安全经济运行具有重大意义。同时考虑材料的经济性及来源等因素，推荐用非铜质材料CL2替代普通碳钢用于接地网防腐蚀。

参考文献：

［1］许崇武，胡学文，彭泉光，等．接地网防蚀研究及应用［R］．武汉：武汉水利电力大学，2000．

电化学腐蚀篇3

关键词：蜡油加氢处理装置 电化学腐蚀 防护

随着洛阳分公司掺炼塔河重混原油比重加大，原油已日趋劣质化。从脱前混合原油性质看，混合原油密度大、粘度大、盐含量高、硫含量1.41%、酸值0.49mgKOH/g、重金属高。因此装置的防腐工作显得尤为重要。金属腐蚀是材料在周围环境的化学和电化学作用下的损坏。在常温下，大多数金属腐蚀都是一个电化学过程，蜡油加氢装置于 2009年 5月 20日建成投产，稳定运行至2011年9月，后进行停工大检修，通过对装置腐蚀状态的分析，判断被监测部位的腐蚀情况，便于及时调整操作，减轻腐蚀。

一、加氢装置腐蚀主要形态

1.NH4Cl+NH4HS结垢腐蚀环境

加氢装置NH4Cl+NH4HS腐蚀环境主要存在于高压空冷器 A5101中，NH4Cl在其中的结晶温度约为 210℃，NH4HS结晶温度为 121℃，而高压空冷器的进口温度为 250℃，出口温度为 50℃，因此在高压空冷器中极易形成NH4Cl和NH4HS结晶析出，流速低的部位由于NH4Cl和NH4HS结垢浓缩，造成电化学垢下腐蚀，形成蚀坑，最终形成穿孔？在运 行 期 间 应 加 强高压空冷器物料中H2S+NH3和流速的监测，通过 Kp预测高压空冷器的结垢和腐蚀情况，加氢装置于2009年5月20日投产，2010年3月20日巡检发现 A5101C出口法兰腐蚀发生较大泄漏，打卡子后仍有泄漏？2011年10月检修，11月开工后，12月30日巡检发现 A5106的空冷排凝丝堵腐蚀后泄漏严重。

2.湿硫化氢腐蚀环境

湿硫化氢腐蚀环境，是指水或水物流在露点以下与 H2S共存时，在压力容器与管 道中发生的开裂的腐蚀环境，湿硫化氢环境广泛存在于装置的轻油部位，如干气及富氢气脱硫部分，脱硫化氢汽提塔，高压分离器及其下游的过程设备，在 H2S+H2O腐蚀环境中，湿硫化氢对碳钢腐蚀表现为均匀腐蚀和应力腐蚀开裂，湿硫化氢应力腐蚀开裂的形式包括 HB（氢鼓泡）、HI（氢致开裂），SSCC（硫化物应力腐蚀开裂）和SOHIC（应力导向氢致开裂）。

3.装置停工期间的连多硫酸腐蚀环境

加氢装置中反应器的内件和堆焊层为抗高温硫化氢的腐蚀均选用奥氏体不锈钢材料，该材料长期在高温和H2和H2S介质条件下操作生成硫化铁，当反应器停工或检修时与水和湿空气中的氧接触发生反应产生连多硫酸，在连多硫酸和应力的共同作用下，就有可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂。连多硫酸应力腐蚀开裂往往与奥氏体钢的晶间腐蚀有关，首先引起连多硫酸晶间腐蚀，接着引起多硫酸应力腐蚀开裂。

连多硫酸应力腐蚀开裂最易发生在加氢装置中由敏化不锈钢制造的设备上，一般是高温，高压含氢环境下的反应塔器及其衬里和内构件、储罐、换热器、管线、加热炉炉管，特别在用奥氏体钢制成的设备上。

4.酸露点腐蚀环境

加热炉中含硫燃料在燃烧过程中生成SO2和SO3，在加热炉的低温部位，SO3与空气中水分共同在露点部位冷凝，生成硫酸，产生硫酸露点腐蚀，严重腐蚀设备，多发生在加热炉的低温部位如空气预热器和烟道等位置。

二、电化学腐蚀的监控

三、结语

1.坚持定期测厚工作，分馏塔 T5102顶管线测厚频率改为三个月一次；将 T5102的汽提蒸汽量由正常的 2.4t/ 提高到 2.8t/；更换塔顶四层塔盘或材质升级为 0Cr3；建立 V5110污水铁离子的检测。

2.建立除盐水（注水）Cl-检测；水量由正常18t/h增加到 21t/，V5102出口和 E5102出口注水量均需增加，E5102出口注水量要增加多些。

3.在 T5105第二人孔平台开孔，以避免平台积水造成严重腐蚀，并建立长效的防腐机制，定期对装置的防腐工作提出合理的建议。

4.高压换热器处于 NH4Cl+NH4HS腐蚀环境中，是重点监测设备，建议下次检修打开作腐蚀检查。

电化学腐蚀篇4

【关键词】电厂;化学水;设备设施;防腐问题;处理方法

引言

现阶段，在电厂的化学处理水设备设计过程中，其设计人员必须要对设备的工艺进行重点的考虑，并且对于防腐工作进行重视。在电厂发展的过程中，设施设备的腐蚀问题一直都是一个比较重要的内容，并且电厂对于设施设备的防腐问题也相对来说比较重视，然而随着电厂规模的不断增大，防腐技术也得到了相应的改进。

1 关于高位酸槽衬胶层腐蚀以及处理的办法

在电厂中，化学水处理设备设施是最为容易出现腐蚀的设备设施。在最近的几年来，电厂化学水处理的系统当中，已经是出现了越来越多的腐蚀问题，高位酸槽衬胶层腐蚀便是其中之一。

对于高位酸槽衬胶层来说，出现腐蚀的原因主要是很多，例如水处理系统当中的盐酸中具有着异常的有机物，例如带有苯环的卤素取代物，对一般的橡胶将会产生乳化溶融性破坏的作用，从而对高位酸槽衬胶层产生比较大的腐蚀作用。

对于这种腐蚀来说，首先就应该要确定水处理系统当中的化学制剂是否是合理的，并且要严格的根据相应的标准来进行材料的采购，以此来确定材料是否能够满足生产的标准。要是从合成的盐酸厂家进行进货，那么可以尽量减少流通的环节，以此来保证水处理系统的盐酸能够满足需要。其次是对于盐酸管道来说，要对其进行反复的冲刷，一直到管道当中没有油状物质，并且还需要对其进行仔细的检查，对于池子内部进行有效的清理，确认正常之后才能够加入新的也盐酸来对其进行生产。第三是要对阳床进行相应的检查，以及碱洗复苏，根据排除阳床中的污染物，防治阳床中的污染对于设备产生腐蚀。第四是要把各个设备中已经是被污染的原料进行溢出，以此来减轻这些工业材料对于设备的腐蚀，要是遇到已经是有比较严重的腐蚀情况，应该要对其设备进行更好，以此来避免对生产过程中带来影响。在此之外，还要给相关的工作人员配备防毒口罩，并且做好危害的识别，统一的对其进行处理，以此来防止各种污染物的排放。

2 关于酸碱中和池以及沟道中的腐蚀问题处理办法

现阶段有很多的电厂都是利用中和池来处理生产过程中所排放出来的废酸以及废碱液等废料。酸碱中和的反应过程中，要是酸或者是碱的含量不足甚至是酸碱搅拌不够均匀，都将会对溶液的PH值产生影响，从而使得溶液具有着比较强的腐蚀性。所以，要加强电厂化学水处理系统中的酸碱排放沟道以及中和池的腐蚀防护。

对于这类腐蚀的问题来说，主要是原因以及处理的方法具有着以下几个方面：首先现阶段很多的电厂化学水处理系统当中，酸碱废水中和池的材料都是厚度大于三十毫米的花岗岩石材料 或者是一些耐酸的腐蚀性材料。这种材料修筑的中和池在材料结合的地方，通常存在着一定程度的渗漏问题。主要是因为对电池的防腐蚀施工没有根据相应的要求以及标准来进行。所以，在电池化学水处理系统的施工过程中对于块材施工中各种树脂胶泥的裂缝灌注处理，同时需要注意块材之间结合层的厚度控制，严格的根据相应的施工标准来进行施工，这样能够有效的解决因为块材结合所造成的渗漏问题。其次对于曾经出现过渗透的酸碱中和池的修复不彻底也将会导致设备出现腐蚀。在进行修复的过程中，要把被破坏的防腐蚀层进行处理，对酸碱中和池周围的土层进行检查，看其是否已经是被腐蚀性的溶液侵泡过，对于酸碱中和池的修复，要修复好混凝土基层之后在开始修复防腐蚀层，并且根据一定的顺序进行施工。第三是，酸碱中和池的设计布局方面的问题，要是设计布局存在着问题，那么将会容易导致酸碱中和池以及排污沟出现腐蚀，影响周围的环境以及地基，对于这类问题的处理，要从施工以技术合计的初期便开始对其进行控制，在设计布局的过程中，不可以讲废水池以及其他的建筑物紧紧挨在一起，尽量的把废水池做露天的情况。在此之外，对于废水池以及沟道，尽量的不要密封，要是必须要加盖子，那么应该使用有一定透气性的水泥盖板，采用栅栏型的盖板，以此方便对内部的腐蚀可以有着比较准确的了解，在出现问题的过程中也能够对其进行及时的处理。

3 关于循环水加酸系统的腐蚀问题以及处理的办法

现阶段的电厂化学水处理系统当中，循环水加酸系统在一些细节问题的处理过程中，通常将会容易出现一些问题。

首先是循环水加酸系统的材质问题。比较常见的碳钢材料对酸具有着一定的耐腐蚀性，现阶段很多的电厂化学水处理系统中的水加酸系统也是采用碳钢材料进行制作的，由于强酸将会对橡胶产生腐蚀的作用，因此在设备的阀门以及法兰等结合面垫片不可以采用橡胶材质，然而应该使用铅或者是聚四氟乙烯垫片，强酸的作用将会使橡胶迅速的进行老化，关于材质的要求相对来说比较多，在设施设备的选择以及安装的过程中，工作人员应该要对材质有着一定的了解，遵守相应的标准来进行施工。其次是对于循环水加酸系统的安装工艺问题处理方法，因为设备的安装工艺不对，也可能会导致设备的泄露造成污染。在设备安装的过程中，水箱就位之后应该进行灌水的试验，确认没有问题之后才能够把管道进行联通。系统中的化学制剂管道通常都比较细，如果沉降不均匀的情况下，很有可能会导致管道出现断裂，出现制剂的泄露。同时还应该要考虑到管道外部的防锈处理以及保温的问题，如果出现泄漏要及时的进行处理。第三是对加药的方式要进行控制，有关规定中指出，对于电厂水处理系统的加药最好是采用计量泵的方式来进行，由于计量系统可以很好的控制循环水加酸量以及加药的浓度。并且对于循环系统中溶液的PH值进行准确的控制。

除碳器本体和风道腐蚀问题的处理方式，除碳器在进行使用的过程中内部衬胶层会老化，并且出现裂纹，因为家中了水处理系统中的溶液对除碳器本体以及风道的腐蚀，严重的将会导致除碳器本体出现穿孔。

对于这类腐蚀问题的处理需要对除碳器的本体内部所出现的腐蚀进行打磨，并且把原来的旧胶层进行清除，露出金属的表面，同时对金属表面进行清理，保证其清洁。之后用干净的毛刷对已经处理的防腐层进行涂刷，等到防腐涂层干了以后在进行涂刷一层。对除碳器中已经是老化的部件进行处理，采用干净的抹布对表面进行清理，之后在涂刷防腐涂层。对已经是腐蚀的风道要把风道和除碳器本体之间所连接的位置进行切除，重新焊接风道和除碳器本体的连接部位。

4 总结

在电厂化学水处理系统中，其设施设备在使用的过程中将会比较容易的出现腐蚀，例如高位酸槽衬胶层、除碳器以及循环水加酸系统设备等。本文主要是通过对常见的腐蚀问题进行了相应的分析，进而提出了相应的处理方法，以此来为电厂水处理系统的设施设备防腐工作提供一定程度的帮助。

参考文献：

[1]解蛟.电厂化学水处理设备设施腐蚀问题及处理方法[J].黑龙江科技信息，2014（24）.

[2]陈莹.火电厂化学水处理设备腐蚀问题处理方法研讨[J].黑龙江科学，2014（24）.

[3]黄燕.电厂化学水处理设施防腐蚀常见问题及对策分析[J].黑龙江科技信息，2014（24）.

[4]董萍.电厂化学水处理设备设施腐蚀问题及处理办法[J].才智，2014（24）.

电化学腐蚀篇5

关键词：电子技术；腐蚀工艺；电解电容器；铝箔

电子工业的繁荣，带动了电子信息产业的发展，人们对中高档的电解电容器腐蚀化成箔的需求量越来越大，这也导致电解电容器腐蚀化成箔市场的供不应求，为了满足电子信息产业的发展，商家迫切的要求电解电容器的比容不断提高，本文将立足于铝电解电容器的结构以及特点，深入研究点解电容器用铝箔扩面腐蚀工艺。

一、铝电解电容器的结构及其特点

（一）铝电解电容器的优点

铝电解电容器与其他类型的电容器相比，拥有单位体积容量大、额定容量大、工作电厂强度高、具有自愈作用、介质层厚度可控制的优点，因此被广泛的应用于电子产业基础元件的制造当中，并获得了业内的认可。首先，铝电解电容器的单位体积电容量大，与其他类型的电容器相比，单位体积容量可能是其十几倍到几十倍，并且铝电解电容器的电解质厚度也是其他电容器的几十到几百倍。其次，铝电解电容器的额定容量大，由于铝电解电容器氧化膜厚度较大，因此很容易扩大面积，可以按照产品制造的要求，增加电解电容器的额定电容量。[1]最后，电解电容器还具有自愈作用，电容器电解质如果发生破坏，电解液中的酸根离子能够在短时间内将破坏位置堵住，从而使电解电容器恢复正常的状态，这在一定程度上增加了电解电容器的应用范围。也正是这些优点，使电解电容器在与其他电容器竞争之中脱颖而出，在汽车电子、变频技术领域得到广泛的应用，市场占有份额也在逐年上升。

（二）电解电容器的结构

现代电子设备的更新换代速度非常快，每一次的变革，都对电解电容器的性能提出了更高的要求，为了满足电子产业发展的需要，电解电容器必须在保证腐蚀滤波弯折强度的前提下，使电解电容器的比容不断提高，这要求电解电容器必须朝着高比容量、小体积的方向改进。首先，研究人员应该对铝电解电容器的结构有一个明确的了解，电解电容器的结构由两个部分组成，第一部分是铝壳和密封胶盖，这是电解电容器的外部构件，通常是由阳极铝箔与阴极铝箔缠绕而成，阳极铝箔的表面有一层氧化铝薄膜，起到了耐电压的作用，因此可以f，电解电容器的外部结构决定了电解电容器的寿命与电容量。[2]

（三）铝电解电容器铝箔腐蚀扩面

电解电容器的铝箔主要通过腐蚀过程来扩大有效表面积的，从而增加电解电容器的电容体积。电解电容器的比容受到铝基材料成分、铝基材料状态以及腐蚀工艺的影响，因此为了增加电解电容器的有效表面积，相关工作人员需要深入研究电解电容器铝箔扩面与腐蚀工艺的关系，明确腐蚀工艺的对电解电容器铝箔扩面的影响。

二、电解电容器用铝箔腐蚀工艺研究

相关工作人员主要采用了正交实验，研究腐蚀介质的比例、腐蚀电压大小、腐蚀温度对腐蚀箔性能的影响。

（一）腐蚀介质的比例对腐蚀箔性能的影响

研究表明，腐蚀介质中ClC浓度越高，腐蚀箔的比容越高，但到达一个临界值后，腐蚀箔的比容不仅不会增加，还会造成弯折强度的降低。在铝电解电容器遭到小孔腐蚀时，介质中的硫酸组分比例会增加，同时孔蚀电位下降，该实验，主要利用了钝化吸附的原理，因此ClC浓度的增加，能够提高增加小孔腐蚀的成核率，并继续向纵深发展。[3]在该实验中，氧化性酸起到了关键性的作用，因为氧化性酸可以有效的增加钝化膜的吸附力，因此在实验当中，要适当的增加硫酸组的比例，从而计算出腐蚀箔的最大比容。而腐蚀箔的弯折度度，则由腐蚀箔夹心层的厚度，厚度越大，腐蚀箔的腐蚀孔越均匀度越高，腐蚀箔的弯折度越高。反之亦然，腐蚀箔的弯折度与腐蚀箔的比容呈反比的关系，因此腐蚀孔均匀度越低，腐蚀箔的比容越高，但同时，这样的腐蚀箔易于这段，同样也不适用于电子元件的制造，因此相关研究人员需要平衡好腐蚀箔比容与腐蚀箔弯折度之间的关系。

（二）腐蚀电压大小对电极箔性能的影响

阳极氧化电压对腐蚀箔比容与弯折性能都会产生不同程度的影响，因此相关研究人员需要，根据电化学腐蚀原理，通过实验，找出电极箔的最佳值。实验表明，随着小孔腐蚀敏感性加剧，电极电位也会相应升高，因此可以说，电机点位的升高与小孔成核有着密切的关系，相关工作人员需要通过实验，找出局部电极电位的临界值，从而提高小孔成核的速度。[4]但需要注意，腐蚀箔的弯折度与腐蚀电压的大小并非线性关系，并非腐蚀电压越大，电极箔的弯折度越低，而是需要将孔壁腐蚀坍塌的变量加入其中在进行观察。可以在这个实验中观察到，腐蚀电压的大小对腐蚀箔的电容产生了一定的影响，腐蚀电压越大，腐蚀箔的电容越大，到达一个临界值之后，腐蚀电压继续增大，腐蚀箔的电容的增大速度逐渐降低。

（三）腐蚀温度和腐蚀时间对腐蚀箔性能的影响

研究人员通过提高腐蚀温度，延长腐蚀时间的方法，观察腐蚀箔性能的变化，研究表明，不管温度的提高，还是时间的延长，都会对腐蚀箔的性能产生一定的影响，腐蚀温度升高，会加速腐蚀孔内阳离子的溶解，从而使外阴离子向孔内迁移，一定程度上降低了溶液的活性。同时，腐蚀孔的继续加深，是孔内金属氯化物更加浓缩，因此腐蚀温度能够增加电解电容器内水解质酸度。而随着腐蚀时间的延长，腐蚀箔的折弯强度会直线下降，直到腐蚀孔堵塞，这个反应才会中止，因此相关工作人员需要根据腐蚀箔性能的要求，合理的选择腐蚀温度和腐蚀时间，从而提高腐蚀孔的均匀度。[5]

结语：

综上所述，腐蚀温度、腐蚀时间、腐蚀介质的比例以及腐蚀电压的大小都会对腐蚀箔的性能产生不同程度的影响，因此相关工作人员需要按照要求，选择科学的腐蚀工艺参数。

参考文献：

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电化学腐蚀篇6

常用的冶金工业泵用机械密封的腐蚀，按腐蚀的过程分为化学腐蚀和电化学腐蚀;按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区域分布来分，主要有全面腐蚀和局部腐蚀。

1．1化学腐蚀与电化学腐蚀

化学腐蚀是由于金属与腐蚀性介质发生化学作用而产生的破坏，从而引起金属化学腐蚀的介质不能导电，进而在腐蚀过程中无电流发生。冶金工业泵用机械密封的化学腐蚀主要体现在密封元件非电解质溶液中的腐蚀。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的破坏，在腐蚀过程中有电流产生，引发电化学腐蚀的介质都能导电。电化学腐蚀与化学腐蚀的不同点在于腐蚀过程有电流产生。电化学腐蚀一般可分为大气腐蚀、在电解质溶液中的腐蚀和土壤腐蚀三种情况。电解质溶液腐蚀是化工用泵机械密封腐蚀的主要腐蚀形式。

1．2全面腐蚀和局部腐蚀

全面腐蚀，即零件所接触的介质表现产生均匀腐蚀，整个金属的表面腐蚀。全面腐蚀有各处腐蚀程度相同的均匀腐蚀，也有不同腐蚀区域程度不同的非均匀腐蚀。全面腐蚀的特征是零件的重量减轻，甚至会全部腐蚀，因而失去原有机械强度，降低材料的硬度。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。如机械密封用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作的多弹簧，用于稀硫酸介质时就会出现这种情况。局部腐蚀，即腐蚀主要集中在金属表面的某些区域，可以简单地用零件上的蚀斑、蚀孔来加以判明。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大，但是由于其局部腐蚀速度很快，可造成机械密封的严重破坏。局部腐蚀使零件表面层变得松软多孔，易于脱落，失去耐磨硬度。究其原因，局部腐蚀是多相合金中的某一相或单相固溶体的某一元素，被介质选择性溶解的腐蚀形态。例如钴基硬质合金用于高温强碱中时，粘结相金属钴易被腐蚀，硬质相碳化钨骨架失去强度，在机械力的作用下产生晶粒剥落，又如，反应烧结碳化硅，因游离硅被腐蚀而表面呈现斑点。

2不同类型腐蚀对密封元件的破坏

2．1应力腐蚀

应力腐蚀是金属材料在承受应力状态下且处于腐蚀介质环境中所产生的腐蚀现象，其腐蚀机理是阳极溶解，不论是在外部载荷或残余应力作用下，腐蚀都会加剧。在泵用机械密封中容易产生应力腐蚀的材料是奥氏体不锈钢、铜合金等。应力腐蚀的过程一般是在金属表面上形成选择性的腐蚀沟槽，再继续产生局部腐蚀，最后在应力的作用下，腐蚀不断向深处发展，从沟槽底部产生裂纹，同时不断向深处发展，由于裂纹尖端处的应力很高，因此腐蚀裂纹扩展速度很快。例如典型的实例是内装单端而单弹簧非平衡型机械密封，它靠传动套传动。传动套的材料一般为1Cr18Ni9Ti，当用于洗涤水泵上时，传动套的传动耳环最容易出现应力腐蚀裂纹，使耳环损坏。为此，将其凹形耳环改为实心凸环，即可防止这种应力腐蚀的发生。

2．2腐蚀

机械密封件与流体介质间的高速运动，致使接触面上发生细微的凹凸不平。当流体为腐蚀性介质时，将加快密封接触表面的化学反应，这种反应的结果在接触面形成一种致密的氧化层时，能抑制腐蚀的进程，这是有利的一面。如果所形成的氧化层被破坏，即出现腐蚀。磨损和腐蚀交替作用而造成机械密封材料的破坏即为磨蚀。通常情况磨蚀对机械密封的非主要元件如弹簧座、推环、环座等所带来的危害，虽然不致于迅速地反映出密封性能的变化，但却是摩擦副失效的主要形态之一，尤其在密封端面，由于摩擦使腐蚀生成物被破坏，此种现象周期性循环所产生的磨蚀，其磨蚀速度约为无摩擦作用表面的腐蚀率的10～50倍。为此，在强腐蚀性介质中，摩擦副应采用耐腐蚀性能好的材料，如采用高纯氧化铝陶瓷，聚四氟乙烯或不含游离硅的热压烧结碳化硅等。

2．3间隙腐蚀

当泵输送介质处于金属与金属或非金属元件之间，存在很小的缝隙时，由于介质长期滞留在缝隙内，会引起缝隙内金属的腐蚀加速，这种腐蚀形态即为间隙腐蚀。间隙腐蚀是局部腐蚀的一种形式，例如机械密封弹簧座与轴之间，补偿环辅助密封圈与轴之间(当然此处还存在着微动磨损)出现的沟槽或蚀点即是典型的例子。其原因是由于缝内介质处于滞留状态，使得参加腐蚀反应的物质难以向缝内补充，而缝内的腐蚀产物又难以向外扩散，于是造成缝内介质随着腐蚀的进行，在组成的浓度、PH值等方面越来越和整体介质产生很大差异，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，其结果便导致缝内金属表面发生强烈的局部腐蚀。间隙腐蚀对机械密封性能的危害很大，密封圈与对隅轴处产生沟槽，将导致补偿环不能作轴向位移，失去追随性，使密封端面分离而泄漏。对于间隙腐蚀，通常可以通过正常选材和合理的结构设计予以减轻。如选用具有良好的抗间隙腐蚀性能的材料;在结构设计上应尽可能避免形成缝隙和积液死区，或者采用自冲洗方式进行循环，使密封腔内的介质处于不断更换和流动状态，防止介质组分浓度的变化。对于长期停用的机泵，应将泵内积液及时排空等等。在结构上要完成消除间隙是不可能的，为减缓间隙腐蚀，一般采用保持性的轴套，在其密封圈安装部位喷涂耐腐蚀材料等措施加以防止。

2．4电化学腐蚀

电化学腐蚀实质是金属与电解质因发生电化学反应而产生的破坏。产生电化学腐蚀的必要条件是:阳极、阴极、电介质、电流回路，除去或改变其中任何一个条件即可阻止或减缓腐蚀的进行。实际上，机械密封的各种腐蚀形式，大都同电化学腐蚀有关。对于机械密封摩擦副来说，经常会受到电化学腐蚀的危害，因为摩擦副组对常用不同种材料，当它们处于电解质溶液中，由于材料本身固有的腐蚀电位不同，接触时应会出现不同材料之间的电偶效应，即一种材料的腐蚀会受到促进，而另一种材料的腐蚀会受到抑制。例如铜与镍铬钢组对，用于氧化性介质中时，镍铬钢发生电离分解，盐水、海水、稀盐酸、稀硫酸等都是典型的电解质溶液，密封件在这种的介质中极易于产生电化学腐蚀。电化学防腐最佳途径是选择电位相近的材料或陶瓷与填充玻璃纤维聚四氟乙烯组对。

3提高泵用机械密封抗腐蚀措施

提高冶金工业泵用机械密封抗腐蚀性能，总体上是解决材料和结构两大问题。因此，为了确保“安全、稳顺、长期、满意、优质”地生产，必须正确选择密封材料及合理进行结构设计。

3．1正确与合理选择材质

在材质选择上，密封材料主要是根据被密封介质的性质、工况和用途来选择的，密封材料凡是与输送介质相接触的零件，原则上要求比输送该介质用泵的过流部件的材质提高一级。由于密封件尺寸比机泵其他零件小，而且加工、装配更精密，通常要选用比机泵更耐腐蚀的材料。同时根据所输送介质的类别合理选择材质搭配。如摩擦副组对材料为硬对硬，能适应于各种结晶性强腐蚀流体;由耐腐蚀硬质合金组对，能适用于强碱盐介质环境;选用氮化硅与碳化硅组对，则适用于强酸，尤其是有结晶的盐酸介质环境。在选材时注意的是，对于直接与介质接触的密封件，虽然可参阅有关腐蚀手册中的数据选择适宜的材料，但这些数据未必与机械密封系统中的使用条件相符，因为它们大多是静态条件下测得的腐蚀数据，而工艺中输送的介质存在杂质或呈二次化合物。经验表明，压力、温度和滑动速度都能使腐蚀加速，密封件的腐蚀率随温升事指数规律增加，因此还应综合考虑冶金工业泵工作的工艺条件进行选材。

3．2结构优化设计

当输送强腐蚀流体时，从结构上可设法与腐蚀介质接触，可采用外装式波纹管结构、弹簧不与介质接触的内装式密封、或双端面密封结构和引入阻塞流体来保护，可以最大限度地减轻腐蚀对密封件的影响，因为它不直接接触工艺流体介质或与介质相接触的零件数最少，这也是在强腐蚀条件下，选择密封结构所要遵循的一条最重要的原则。对于毒性高，腐蚀性强的介质，可以引入隔离液进行保持，隔离流体起到安全屏障的功能。

3．3金属保护层

采用防护层的方法来防止机械密封金属腐蚀是日前应用较多的一种方法，常用的保护层有金属保护层、化学保护层、非金属保护层三种。金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的密封金属零件表面形成金属保护层(膜)来隔离金属与输送介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，从而防止了腐蚀。

4结语

电化学腐蚀篇7

虽然金属腐蚀有多种形式，但是，它们的腐蚀机理是共同的。

一般金属，例如铁，由于化学性质比较活泼，在自然界一般以化合态存在，通过金属冶炼，将其从化合态转变为游离态，例如，冶炼钢铁就是用一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为铁原子。而铁的腐蚀与铁的冶炼相反，是将铁原子氧化为铁离子，其它金属的腐蚀都是这个过程，即

这个过程又分为两种情况：

（1）化学腐蚀

金属与其周围的干燥气体接触，例如，、、等等；或者与非电解质溶液接触，例如石油，这些非电解质溶液里含有硫的化合物。金属与这些干燥气体或非电解质溶液直接发生化学反应成为氧化态而被腐蚀了。

（2）电化学腐蚀

发生电化学腐蚀的必要条件是构成原电池，即有正极和负极，电解质溶液，这三者构成一个电路。金属就会发生电化学腐蚀。一般可分为两种情况：

①析氢腐蚀，以铁为例。在酸性较强的电解质溶液中，铁原子为负极，一个铁原子失去两个电子，成为亚铁离子，即2=

电解质溶液中的两个氢离子获得两个电子，成为一个氢气分子，在正极上放出，即2+2=

总反应为+2=+

②吸氧腐蚀，仍然以铁为例。电解质溶液呈弱酸性或中性，负极：24=2；正极：+2+4=4。

总反应：2++2=

4++2=4

2=·+（）

理解了金属腐蚀的机理，还要了解影响金属腐蚀的主要因素。内部主要因素有：（1）金属的性质，金属标准电极电位越高，金属越不容易腐蚀。（2）金属含有杂质，会降低金属耐蚀性，但是，加入某些合金元素，可以提高金属耐蚀性能。（3）金属组织结构不同，耐蚀性能也不同。（4）金属受力时，拉应力引起应力腐蚀；交变载荷引起腐蚀疲劳。（5）在多数情况下，粗糙的金属表面比光滑的表面容易腐蚀。

外在因素有：（1）介质的酸碱性对不同金属有不同的影响。一般是酸性越强，金属越容易腐蚀。两性金属，在酸或碱中都有腐蚀性。铝在浓硝酸中，表面生成一层致密的氧化膜而耐腐蚀。铅在稀硫酸中表面生成难溶的硫酸铅而耐腐蚀。铁、镁、镍、镉等金属，表面的保护膜难溶于碱而溶于酸，在酸中易腐蚀。（2）介质中的有害杂质，会加速金属的腐蚀。（3）金属在中性盐溶液的腐蚀，一般是随浓度增加而加快，达到一最高点后，又逐渐降低。（4）介质的温度升高，使反应速度增加，促进溶液的对流和扩散，加快腐蚀速度。（5）压力的增加，引起设备的应力增加，也会使气相介质中的一些物质溶于液相中，都会使腐蚀加快。（6）介质的流速增加，冲刷金属表面，破坏金属表面膜，腐蚀产物脱落，不断更新金属表面溶液而使腐蚀加快。

在理解了金属腐蚀的机理和了解了影响金属腐蚀的主要因素基础上，就容易理解防止金属材料腐蚀方法了。

从外在因素方面主要方法如下：（1）通过对液体加热除去水中溶解的氧。（2）调整酸性介质中的酸碱度，使溶液呈中性或弱碱性，以降低对金属材料的腐蚀性。（3）用各种气固、液固分离法，脱出介质中的固体颗粒，减少磨损腐蚀。（4）在腐蚀性介质中添加缓蚀剂。缓蚀剂因氧化作用，使金属表面钝化。缓蚀剂能与介质中的有关离子反应，并在金属表面形成防腐蚀的沉淀膜，不过，该膜致密性较差。缓蚀剂被吸附在洁净的金属表面，可以改变金属的表面性质而防止腐蚀。使用更多的是用覆盖层把腐蚀性介质与金属表面隔离开来。

涂料覆盖于金属表面并能形成牢固附着的连续薄膜物质，把腐蚀性介质与金属表面隔离开来。其作用主要有三个：屏蔽作用，涂层将金属与环境隔离开；缓蚀作用，涂料内部金属氧化物与金属反应，使金属表面钝化，同时一些油料在金属皂催化作用下生成降解产物，起延缓金属基体腐蚀的作用；电化学保护作用，涂料中掺入比铁更活泼的金属，一旦化学介质穿透涂层接触金属，发生电化学腐蚀，比铁活泼金属腐蚀，铁被保护起来。

电镀基于电解原理，将被电镀金属置于电解池中，被电镀金属与直流电源负极相连，电解池中含有镀层金属离子，在外电流作用下，在被电镀金属表面形成与金属牢固结合的覆盖层，可以有效地防止腐蚀。

电泳是把金属材料浸入含有覆盖金属材料表面的金属微粒的液体介质中，例如镍，然后在金属材料与液体中的另一电极之间通入直流电，镍将沉积在金属材料表面形成覆盖层。

热喷涂是将熔融状态的金属雾化，并连续喷射在金属制品表面上，例如，将锌雾化，喷涂在铁制品表面，形成牢固而致密的覆盖层。

化学热处理是将金属制品放入含有镀层金属或其化合物的粉末混合物或熔盐浴或蒸汽中，镀层金属或其化合物热分解或还原等析出的金属原子和非金属原子，在高温下，扩散于金属制品中，形成合金或化合物覆盖层。

砖板衬里是在金属设备内壁，以耐腐蚀胶泥衬砌砖板，将腐蚀性介质与金属设备隔离开来。胶泥起粘接砖板的作用，要注意各种胶泥和各种砖板的性能特征以及具体的腐蚀介质的性质，将它们的优良性能组合起来，从而达到真正防止金属腐蚀的目的。

橡胶耐化学腐蚀，具有高弹性、耐磨蚀、适应交替变形及温度变化等优良特性。选取一定厚度的片状耐蚀橡胶材料，贴合在金属设备内壁上，形成连续完整的保护覆盖层。

玻璃钢衬里是将玻璃钢糊在金属设备的内壁上而隔离，其耐腐蚀性取决于该塑料中所用树脂的耐腐蚀性和施工方法。

聚氯乙烯塑料衬里是将聚氯乙烯塑料固定在金属设备内壁上而隔离。

用电化学防止金属材料腐蚀的很多，只介绍两种：（1）外加电源法：被保护设备接直流电源正极，辅助阴极浸入设备内的电解质溶液中，接直流电源负极。由于外加电源正极远高于被保护设备材料的电极电位，使被保护设备电位升高，产生较大初始电流，迅速达到设备的致钝电流，使被保护设备钝化。（2）外加电流法：被保护金属设备与直流电源负极相连，依靠外加阴极电流，使设备负电性提高，电极电位变负。设备上的阴极电流使原来的腐蚀平衡电流增加，而设备上的阳极电流则减小，即腐蚀速度降低。进一步减少阳极电流，则可以使设备终止腐蚀。

电化学腐蚀篇8

关键词：腐蚀；机理；防腐

中图分类号：TE988文献标识码： A

一、管道腐蚀的类型

1、内壁腐蚀

天然气管道内壁腐蚀的主要因素为天然气中含有的一定量水，它在管道内壁生成一层亲水膜，形成了类似原电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀;还有就是天然气中含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其他腐蚀性化合物，它们直接和金属起作用，引起化学腐蚀。

2、外壁腐蚀

外壁腐蚀可以在架空或埋地钢管上发生，架空管通常以涂层实现防腐，而埋地钢管的化学腐蚀是全面腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁厚度的减薄是均匀的，因此从钢管受到穿孔破坏的角度看，化学腐蚀的危害性相对较小。埋地钢管外壁腐蚀的原因较复杂，主要为电化学腐蚀。

3、腐蚀机理

腐蚀是金属和周围介质发生化学或电化学作用而导致的无谓消耗或破坏。金属被腐蚀是由于电极电位的不同，金属发生电化学反应时，电极电位较低的部位容易失去电子，形成阳极;电极电位较高的部位得到电子，成为阴极。存在O2和H2O的情况下，Fe(OH)2生成水合氧化铁(铁锈)，它是一种疏松物质，浮在钢铁表面，无保护作用，金属的阳极化反应可继续进行。

二、长输管道腐蚀的影响因素

长输管道一般埋地铺设，影响土壤腐蚀的因素很多，包括土壤的特性，如孔隙度、含水量、导电性、酸碱度、含盐量、杂散电流和微生物等，有些因素相互联系着。此外油气本身含有的氧化性物质可造成管道内壁的腐蚀。

1、孔隙度

孔隙度大的土壤(如干燥、疏松的砂土)，有利于氧的渗透、扩散，但水的渗透能力强，土壤中不易保持水分。而孔隙度小的土壤(如潮湿、密实的黏土)，则渗透力差，土壤的含水量大。

2、含水量

土壤中的水分可以多种方式存在，有些紧密粘附在固体颗粒的周围，有些在微孔中流动或与土壤组分结合在一起。当土壤中可溶性盐溶解在其中时，就组成了电解液。水分的多少对土壤腐蚀影响很大，含水量很低时腐蚀速度不大，随着含水量的增加，土壤中盐分的溶解量增大，因而加大腐蚀速度。若水分过多时，因土壤颗粒膨胀堵塞了土壤的孔隙，氧的扩散渗透受阻，腐蚀速度反而减小。

3、含盐量

土壤中一般含有硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等无机盐类。这些盐类大多是可溶性的，除了Fe2+外，一般阳离子对腐蚀影响不大。SO42-、NO3-和Cl-等阴离子对腐蚀影响较大。Cl-对土壤腐蚀有促进作用，海边潮汐区或接近盐场的土壤，腐蚀性更强。土壤中含盐量大，土壤的电导率增高，腐蚀性也增强。富含钙、镁离子的石灰质土壤(非酸性土壤)中，因在金属表面形成难溶的氧化物或碳酸盐保护层而使腐蚀减小。

4、土壤的导电性

土壤的导电性受土质、含水量及含盐量等影响，孔隙度大的土壤(如砂土)，水分易渗透流失；而孔隙度小的土壤(如黏土)，水分不易流失。含水量大，可溶性盐类溶解得多，导电性好，腐蚀性强。尤其是对长距离宏观电池腐蚀来说，影响更为显著。一般的低洼地和盐碱地因导电性好，所以有很强的腐蚀性。

5、土壤的其他因素

土壤的酸度、温度、杂散电流和微生物等因素对土壤腐蚀都有影响。一般认为，酸度愈大，腐蚀性愈强。这是因为易发生氢离子阴极上极化作用的缘故。当土壤中含有大量有机酸时，其pH值虽然近于中性，但其腐蚀性仍然很强。因此，衡量土壤腐蚀性时，应测定土壤的总酸度。温度升高能增加土壤电解液的导电性，加快氧的渗透扩散速度，因此，使腐蚀加速。温度升高，如处于25～35℃时，最适宜于微生物的生长，从而也加速腐蚀。油气本身含有氧化性物质，如含H2O、O2及H2S、CO2等物质可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，可造成管道内壁的腐蚀。

三、埋地管道的防腐措施

国内存在的腐蚀防护方法有多种，其中，杂散电流排流保护、涂层保护和电化学保护是三种常用的，也是比较有效的防护方法。

1、涂层保护

涂层保护是通过在埋地管道上应用相应涂层，进而在一定程度上防止管道发生腐蚀的一种方法，有各种各样的防腐蚀涂层，而国内使用最多的是煤焦油瓷漆涂层，PE二层结构涂层，PE三层结构涂层，熔结环氧粉末（FBE）和双层熔结环氧粉末（双层FBE）涂层等。

煤焦油瓷漆：其优点包括了良好的绝缘性$较强的耐细菌腐蚀性、较强的植物根茎穿透能力、吸水率较低、使用寿命较长以及国内材料充足等。同时，由于该材料具有适宜温度范围窄，机械强度较低，低温易变脆等缺点，在使用时需要有严格的烟雾处理措施。

PE两层结构：除了价格低的优点以外，其主要优点还包括良好的绝缘性能、机械强度高、吸水率低、坚韧耐磨、耐细菌和盐酸腐蚀以及温度变化、国内材料充足等。而缺点则是对于紫外线的耐受能力差；因为阳光会加速其老化，所以不能长时间地暴露于阳光中；由于PE层某些性质的存在，使其某些时候无法与钢管进行良好结合，也无法抵抗阴极剥离；同时PE层具有静电屏蔽作用，这一作用的存在对外加电流的阴极保护不利。

PE三层结构：利用环氧粉末和钢管的表面进行了牢固结合，将防蚀性能和机械性能进行完美融合熔结环氧粉末：凭借其良好的绝缘性能、较高的机械强度和较强的化学腐蚀耐受性等优点，在各种恶劣的自然环境中得到了较为广泛的运用。但是，由于其某些特质的存在，覆盖层不可避免地会比较薄，所以其耐受紫外线的性能不强。

2、电化学保护

在电化学保护的防腐措施中，所谓阳极保护就是通过添加氧化剂或者使用外加电源进行极化，使被保护的金属处于一种稳定的钝性状态，以此来达到防护目的；而阴极保护则是通过将金属表面阴极极化，通过这样的方法使金属变成电位均一的阴极，通过该阴极与其它构成电化学腐蚀电池，由此来对管道进行腐蚀防护，通常都是通过外加电流或者牺牲阳极的方法来实现。而系统的检测则主要是通过密间隔来测量长输管道的阴极保护数据，进而对数据进行分析判断，以此来判定管道的阴极保护状态。

国内通常采用以强制电流为主，以牺牲阳极为辅的阴极保护法来对大口径的长输管道进行防腐保护。该保护方法的防腐蚀性能优良，保护距离得到了适当加长，这样一来两个阴极保护站之间的距离可以达到110 km。对工艺站场管道的进出口设置电绝缘装置，以实现防止阴极保护电流流失的目的#如果管道的防腐蚀层和绝缘接头遭受电力故障等，会引起破坏，所以需要事先在适当的位置安装接地锌电池，通过锌电池的作用，避免这类破坏的发生，实现防护的功能。

结束语

随着我国经济的可持续发展，对天然气的需求越来越多，天然气的安全很大程度上体现在管道的腐蚀控制与防护上，因此，必须加强用于外防腐涂层和内涂层的新材料开发，以及新设备、新技术的研究，以满足天然气管道建设的要求。及时总结管道防腐技术的应用状况，对于掌握国内外先进技术，指导实际应用有着重要的意义。

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