上海純水設(shè)備解讀:循環(huán)水處置九大腐蝕機(jī)理
1電化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕指金屬外表與離子導(dǎo)電的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞。反應(yīng)過程中有電流產(chǎn)生,腐蝕金屬外表上存在著陰極和陽極。
陽極反應(yīng)是金屬原子失去電子而成為離子狀態(tài)轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中,稱為陽極氧化過程。陰極反應(yīng)是介質(zhì)中的去極劑吸收來自陽極的電子,稱為陰極還原過程。
這兩個(gè)反應(yīng)是相互獨(dú)立而又同時(shí)進(jìn)行的稱之為一對(duì)共軛反應(yīng)。由陰陽極組成了短路電池,腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。如金屬在海水、土壤及酸、堿、鹽溶液中的腐蝕均屬這一類。
2極化和去極化作用
極化:
金屬腐蝕過程中,電流在陽極部位和陰極部位間流動(dòng),這說明陽極部位和陰極部位間有電位差。如果水中不含氧,陽極腐蝕反應(yīng)的電子在陰極發(fā)生以下反應(yīng):
2e+2H+2HH2
生成的原子態(tài)氫和氣體覆蓋在陰極表面,循環(huán)水處理,冷卻水處置發(fā)生了與腐蝕電位相反的電壓,稱為的超電壓,使循環(huán)水處理中的電位差起了變化,阻止了電流的流動(dòng),也就是停止了腐蝕過程的進(jìn)行。
這種由于反應(yīng)生成物所引起的電位差變化稱為極化。上海純水設(shè)備循環(huán)水水處理中在腐蝕過程中起了極化作用,極化作用起了抑制腐蝕過程的作用。
去極化:
當(dāng)水中有溶解氧存在時(shí),陰極反應(yīng)按下式進(jìn)行:
H2+1/2O2H2O或1/2O2+H2O+2e2OHˉ
由于氧參加了反應(yīng),奪走了覆蓋在陰極表面上的原子態(tài)氫和,因而使氣體的極化作用遭到破壞。排除極化的作用稱為去極化,氧在腐蝕過程中起了去極化作用,去極化作用起了助長腐蝕過程的作用。
3電偶腐蝕
很多生產(chǎn)裝置是用不同的金屬或合金制造而成,這些資料是互相接觸的由于不同金屬電位間存在著差異,水溶液(電介質(zhì))中形成電偶電池,較活潑的電位較負(fù)的金屬是陽極,腐蝕速度要比未偶合時(shí)高;電位較正的金屬是陰極受到維護(hù),腐蝕速度下降或停止。系統(tǒng)中,罕見的電偶腐蝕有鐵和黃銅、鐵和不銹鋼、鋁和鋼、鎊和鋼、以及鋅和黃銅等,不管在哪種情況下,都是前一種金屬遭受腐蝕。
4氧濃差腐蝕
氧濃差腐蝕電池是金屬在水中腐蝕時(shí)最普遍、危害最大,但又是最難防治的一種腐蝕電池。氧濃差電池是介質(zhì)濃度影響陰極反應(yīng)而發(fā)生最位差。
最常見的氧濃差電池有兩種類型,一種是不用深度的水中由于溶解氧濃度不同而造成氧濃度梯度發(fā)生的氧濃差電池,如水線腐蝕;另一種則是冷卻水系統(tǒng)中最常見,上海純水設(shè)備也是危險(xiǎn)最大的污垢下腐蝕或叫做堆積物腐蝕。堆積物下面形成縫隙區(qū),這些縫隙區(qū)的溶液中,氧要得到補(bǔ)充是非常困難的而縫隙外的金屬外表上的溶液,氧的供應(yīng)很充分,因而縫隙外是富氧區(qū)一陰極,而縫隙內(nèi)則是貧氧區(qū)一陽極?p隙區(qū)形成的氧濃差電池造成的腐蝕部位在縫隙之內(nèi),或在堆積物下面。
5縫隙腐蝕
縫隙腐蝕是金屬外表被覆蓋部位在某些環(huán)境中發(fā)生局部腐蝕的一種形式。大量熱交換器的腐蝕穿孔,其中是最主要的原因是污垢下的腐蝕—縫隙腐蝕的一種類型。
縫隙腐蝕的發(fā)生要有兩個(gè)條件:一是要有危害性陰離子(Cl存在二是要有滯留的縫隙作為一個(gè)腐蝕部位,縫隙要寬到足夠能使液體進(jìn)入,但又要窄到能堅(jiān)持一個(gè)滯留區(qū)。
一般認(rèn)為寬度在幾千分之一英寸(1密耳以下)就會(huì)導(dǎo)致腐蝕,寬度在1/8英寸(0.3毫米)以上腐蝕很少產(chǎn)生。
6點(diǎn)蝕
也稱為坑蝕、孔蝕,但現(xiàn)成比較統(tǒng)一的叫點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕是一種特殊的局部腐蝕,導(dǎo)致在金屬上發(fā)生小孔若用P表示腐蝕孔的深度,d表示腐蝕孔的寬度,當(dāng)P/d≤1時(shí)稱為局部腐蝕;
當(dāng)P/d>1時(shí)稱為點(diǎn)蝕。發(fā)生點(diǎn)蝕的原因主要是水中離子或粘泥在金屬外表發(fā)生堆積,這些堆積物覆蓋在金屬外表使水中溶解氧和緩蝕劑不能擴(kuò)散到金屬外表上,從而造成局部腐蝕。
水中Cl-對(duì)點(diǎn)蝕也有影響,點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在熱交熱器的高溫區(qū)和流速緩慢發(fā)生堆積的部位,增加水的流速有利于氧的擴(kuò)散,有利于鈍化膜的修補(bǔ),而且亦可帶走小孔上的堆積物,上海純水設(shè)備有利于控制點(diǎn)蝕的發(fā)生。
點(diǎn)蝕是潛伏性和破壞性最大的一種腐蝕類型。點(diǎn)蝕都是大陰極小陽極,有自催化特性。小孔內(nèi)腐蝕,使小孔周圍受到陰極保護(hù)?自叫。、陽極面積比越大,穿孔越快。
點(diǎn)蝕發(fā)生有時(shí)往往是資料的一側(cè)開始,另一側(cè)擴(kuò)大穿孔,使得檢測(cè)很困難。由于點(diǎn)蝕極強(qiáng)的破壞性,現(xiàn)在已愈來愈引起人們重視。
7應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕是指在拉應(yīng)力作用下,金屬在腐蝕介質(zhì)中引起的破壞。這種腐蝕一般均穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕。應(yīng)力腐蝕由剩余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用發(fā)生的資料破壞過程。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致資料的斷裂稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。應(yīng)力腐蝕一般認(rèn)為有陽極溶解和氫致開裂兩種。
罕見應(yīng)力腐蝕的機(jī)理是
零件或構(gòu)件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下,外表的氧化膜被腐蝕而受到破壞,破壞的外表和未破壞的外表分別形成陽極和陰極,陽極處的金屬成為離子而被溶解,發(fā)生電流流向陰極。
由于陽極面積比陰極的小得多,陽極的電流密度很大,進(jìn)一步腐蝕已破壞的外表。加上拉應(yīng)力的作用,破壞處逐漸形成裂紋,裂紋隨時(shí)間逐漸擴(kuò)展直到斷裂。這種裂紋不只可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展,而且還能穿過晶粒發(fā)展。
8磨蝕及空化
磨蝕是由于腐蝕流體和金屬外表間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),引起金厲的加速破壞或腐蝕,這類腐蝕常與金厲表面上的湍流程度有關(guān)。
湍流使金屬外表液體的攪動(dòng)比層流時(shí)更為劇烈,上海純水設(shè)備使金屬與介質(zhì)的接觸更為頻繁,故通常叫做湍流腐蝕。湍流腐蝕實(shí)際上是一種機(jī)械磨耗和腐蝕共同作用的結(jié)果。
磨蝕的外表特征是槽、溝、波紋、圓孔和山谷形,還經(jīng)常顯示有方向性。工廠中,像泵的葉片、閥、彎管、肘管、渦輪葉片、噴嘴等流速變化較大的部位,易產(chǎn)生磨蝕。
空化作用又稱空泡腐蝕,磨蝕的一種特殊形式,由于金屬外表附近的液體中有蒸氣泡的發(fā)生和破滅所引起的高流速液體和壓力變化的設(shè)備中易發(fā)生這類腐蝕,如水力渦輪機(jī),船用螺旋槳、泵葉輪等?张莞g的外表十分粗糙且蝕孔分布緊密,腐蝕和機(jī)械作用兩者引起的
9微生物腐蝕
微生物腐蝕是一種特殊類型的腐蝕,由于微生物的直接或間接地參加了腐蝕過程所起的金屬毀壞作用。微生物腐蝕一般不單獨(dú)存在往往總是和電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生的兩者很難截然分開。
引起腐蝕的微生物一般為細(xì)菌及真菌,但也有藻類及原生動(dòng)物等,大多數(shù)場(chǎng)所下都可看作是各種細(xì)菌共同作用而造成危害的微生物影響腐蝕主要是通過使電極電位和濃差電池發(fā)生變化而間接參與腐蝕作用這條途徑,其方式大體分以下幾類:
1.由于細(xì)菌繁殖所形成的粘泥沉積在金屬外表,破壞了維護(hù)膜,構(gòu)成局部電池;
2.由細(xì)菌代謝作用引起氧和其它化合物的消耗,形成通氣差電池和濃差電池,局部電池中發(fā)生去極化作用;
3.由細(xì)菌代謝產(chǎn)物的作用引起的
1影響pH值或酸度;
2影響氧化還原電位;
3使環(huán)境的化學(xué)狀況發(fā)生變化(包括氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、硫化物等其他離子,應(yīng)中起催化作用)
4生成或消耗氧而影響氧的濃度。
微生物腐蝕是一種局部腐蝕,而且?guī)缀醵加悬c(diǎn)蝕的跡象,其危害是極其嚴(yán)重的
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