腐蚀与防护课设

1、- 18 -材料腐蚀与防护课程设计沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 材料腐蚀与防护 系 别 能动学院 班级 能化本111 学生姓名 马骏 学号 13 指导教师 李兵 牛薇 职称 讲师 起止日期： 2014年 7月7日起至 2014年7 月18日止沈 阳 工 程 学 院 材料腐蚀与防护 课程设计成绩评定表系（部）： 能动学院 班级： 能化本111 学生姓名： 马骏 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作

2、， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规

3、范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分目 录腐蚀 管道的腐蚀控制1、 阴极保护的原理 - 3 2、 阴极保护的基本参数- 4 3、 牺牲阳极阴极保护 - 54、 外加电流阴极保护 - 75、 阴极保护投入运行的调试 - 86、 强制电流法 - 9锅炉给水系统的腐蚀与防护1、 金属电化学腐蚀机理 - 102、 影响电化学腐蚀的因素 - 103、 金属腐蚀防护方法 - 104、 给水系统金属防护实例 - 105、 给水系统的金属腐蚀 - 116、 防护方法 - 12锅炉炉水腐蚀与防护1、 热力系统水汽循

4、环 - 142、 水汽系统的杂质及危害 - 143、 天然水中含有的杂质 - 144、 汽包锅炉的炉水处理方法 - 155、 普通磷酸盐处理 - 156、 协调磷酸盐处理 - 157、 酚酞碱度P与PO43-的关系 - 168、 酚酞碱度P与PO43-的关系 - 169、 给水中性处理 - 1610、 联合水处理 - 1711、 给水、凝结水处理方式 - 17一，腐蚀1. 腐蚀的定义：从广义上讲，腐蚀是材料和环境相互作用而导致的失效。这个定义包含了所有的天然和人造材料，例如塑料、陶瓷和金属。我们通常所研究的腐蚀是金属的腐蚀，金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学作用所引起的金属损失的现象和过

5、程。2. 腐蚀的分类：腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀全面腐蚀。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀（金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种）。（1） 化学腐蚀指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀是在一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用，即氧化还原反应是在反应粒子相互作用的瞬间于碰撞的那一个反应点上完成的。在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂间直接进行，因而没有电流产生。（2）电化学腐蚀指金属与电解质因发生

6、电化学反应而产生的破坏。特点：在腐蚀过程中有电流产生3. 腐蚀的基本原理：腐蚀的基本原理是腐蚀原电池理论。由于不同金属本身的电偶序（即电位）存在着差别，当两种金属处于同一电解质中，并由导体连接这两种金属时，腐蚀电池就形成了。电流通过导体和电解质形成电流回路，此时两种金属之间的电位差越大，则电路产生的电压越大。腐蚀电池一旦形成，阳极金属表面因不断地失去电子，发生氧化反应，使金属原子转化为正离子，形成以氢氧化物为主的化合物，也就是说阳极遭到了腐蚀；而阴极金属则相反，它不断地从阳极处得到电子，其表面因富集了电子，金属表面发生还原反应，没有腐蚀现象发生。管道腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处环境

7、条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法， 在油气管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为以下五类：1、选择耐腐蚀材料2、控制腐蚀环境3、选择有效的防腐层4. 、阴极保护5、添加缓蚀剂管道的腐蚀控制摘要：腐蚀控制是埋地管道长期安全运行的重要保证，有效的腐蚀控制取决于对腐蚀环境的里了解、正确的防腐设计、良好的工程质量一起适当的维护。从防腐层设计的选择、工程质量、维护管理等方面叙述了目前我国管道运输腐蚀控制中存在的问题。土壤性质评价、杂散干扰腐蚀评价及土壤条件的识别等管道沿线环境评价既是为防腐层的选用做准备，也是为阴极保护和附加保护设计提供依据。正确防腐设计应遵循的原则是，以低防腐风险方式提高系

8、统内在的可靠性；在给定可靠性基础上切合实际地降低费用。设计中还应注意：1.技术实施的可靠性与可行性；2.补口补伤技术与管体防腐蚀技术的匹配性；3.所选覆盖层在土壤中的稳定性。在优化的方案设计、。良好的工程质量基础上，通过适当的维护实现其持续有效性，可达到理想的腐蚀控制关键字：管道 防腐 阴极保护正文：管道阴极保护基本知识 1、 阴极保护的原理：每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土

9、壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。在生产生活中主要方法是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。图（1）阴极保护原理极化曲线1、牺牲阳极法将被保护金属和一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护。 2、强制电流法（外加电流法）将被保护金属与

10、外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流等。如图 （2）图（2）2、 阴极保护的基本参数：1、最小保护电流密度使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称作最小保护电流密度。新建沥青管道最小保护电流密度为3050A/m2，环氧粉末的管道一般为10-30A/m2，新建储罐罐底板最小保护电流密度为1-5mA/m2表示，老罐为510mA/m2。2、最小保护电位为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最小保护电位

11、值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。因此该电位值是监控阴极保护的重要参数。实验测定在土壤中的最小保护电位为0.85V（相对饱和硫酸铜参比电极）。3、最大保护电位在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大的负电位值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就是最大保护电位。阴极保护电位越大，防腐程度越高，单站保护距离也越长，但是过大的电位将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属表面的粘接力受到破坏，产生阴极剥离，严重时可以出现金属“氢破裂”。同时太大的电位将消耗过多的保护电流，形成能量浪费。三、牺牲阳极阴极保护：牺牲阳极阴极保护是将活性不同的两种金属连接后，处于同一电解质中，活性强的金属失

12、去电子，受到腐蚀，活性差的金属得到电子受到保护。由于在这一过程中，活性强的金属被腐蚀，所以称为牺牲阳极阴极保护，如图（3）。 图（3）1、常见的牺牲阳极材料1）、镁合金阳极根据形状以及电极电位的不同，镁合金阳极可用于电阻率在 20欧姆.米到 100欧姆.米的土壤或淡水环境。高电位镁合金阳极的电位为-1.75V (CSE)；低电位镁阳极的电位为-1.55V(CSE)。2）、锌合金阳极锌合金阳极多用于土壤电阻率小于15 欧姆.米的土壤环境或海水环境。电极电位为-1.1V(CSE)。温度高于40°C时，锌阳极的驱动电位下降，并发生晶间腐蚀。高于60°C时，它与钢铁的极性发生逆转，

13、变成阴极受到保护，而钢铁变成阳极受到腐蚀。所以，锌阳极仅能用于温度低于40°C的环境。3）、回填料 当使用填料时，阳极的电流输出效率提高。如果将阳极直接埋入土攘，由于土壤的成分不均匀，会造成阳极自身腐蚀，从而降低阳极效率。采用填料，一是保持水分，降低阳极的接地电阻，二是使阳极表面均匀腐蚀，提高阳极利用效率。图（4）牺牲阳极填包料的配方2、牺牲阳极的埋设方式1）、牺牲阳极埋设有立式和卧式两，埋设位置分轴向和径向。2）、牺牲阳极在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。3）、阳极与管道的距离，一般情况下阳极埋设位置应距管道35，最小不宜小于0.3，成组埋设时，阳极间距以23为宜四、外加电

14、流阴极保护：外加电流阴极保护系统主要由直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施四部分组成。1、电源设备（恒电位仪）强制电流系统要求电源设备能够不断地向被保护金属构筑物提供阴极保护电流，要求电源设备安全可靠；电源电压连续可调；能够适应当地的工作环境（温度、湿度、日照、风沙）；功率与被保护构筑物相匹配；操作维护简单。目前常用的阴极保护电源设备有太阳能电池、整流器、恒电位仪，国内多用恒电位仪，都能国产化，恒电位仪不仅能够恒电位输出，还能恒电流输出。用户可以根据需要调节。2、阳极地床辅助阳极是外加电流阴极保护系统中，将保护电流从电源引入土壤中的导电体。通过辅助阳极把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的

15、管道，使管道表面进行阴极极化 (防止电化学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道在回路中为负极处于还原环境中，防止腐蚀，而辅助阳极进行氧化反应遭受腐蚀。常用的阳极材料有：高硅铸铁、石墨、钢铁、柔性阳极。*阳极地床的设计遵循以下几方面要求：（1） 阳极种类的选择：在一般土壤中可采用高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极。在盐渍土、海滨土或酸性和含硫酸根离子较高的环境中，宜采用含铬高硅铸铁阳极。高电阻率的地方宜使用钢铁阳极。覆盖层质量较差的管道及位于复杂管网或多地下金属构筑物区域内的管道可采用柔性阳极，但不宜在含油污水和盐水中使用。（2） 辅助阳极埋设位置的选择：地

16、下水位较高或潮湿低洼处。土层厚,无块石,便于施工。土壤电阻率一般应小于50欧姆米，特殊地区也应小于100.m。对邻近的地下金属构筑物干扰小，阳极地床与被保护管道之间不得有其它金属管道。考虑阳极附近地域近期发展规划及管道发展规划以避免建后可能出现的搬迁；阳极位置与管道的垂直距离不宜小于50m。地面金属构筑物较多，用地狭窄时，可采用深井阳极，以减小对其它金属构物的干扰又节约用地。（3） 辅助阳极的结构：浅埋式地床结构、深埋式阳极(深井式)图（5）3、阴极保护的附属设施：（1）、埋地型参比电极（2）、测试桩（3）、电绝缘装置（4）、检查片（5）、均压线（6）、导线4、管道实施阴极保护的基本条件：（1

17、）、管道必须处于有电解质的环境中，以便能建立起连续的电路。如土壤、海水、河流等介质中都可以进行阴极保护。（2）、管道必须电绝缘。首先，管道必须要采用良好的防腐层尽可能将管道与电解质绝缘，否则会需要较大的保护电流密度。其次，要将管道与非保护金属构筑物电绝缘，否则电流将流失到其他金属构筑物上，造成其他金属构筑物的腐蚀以及管道阴极保护效果的降低。（3）、管道必须保持纵向电连续性。五、阴极保护投入运行的调试：1、阴极保护投入前对被保护管道的检查：管道对地绝缘的检查：从阴极保护的原理介绍, 已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。

18、应检查管道的绝缘接头的绝缘性能是否正常；管道沿线的阀门应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施，管道在地下不应与其它金属构筑物有"短接"等故障；管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺陷与损伤均应在施工验收时使用埋地检漏仪检测，修补后回填。2、对阴极保护施工质量的验收：（1）对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合电气设备安装规程的要求，各种接地设施是否完成，并符合图纸设计要求。（2）对阴极保护的站外设施的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求，尤其是阳极引线接正极，管道

19、汇流点接负极，严禁电极接反。（3）图纸、设计资料齐全完备。3、阴极保护投入运行的调试：（1）组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、阳极地床接地电阻，同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料均需分别记录整理，存档备用。（2）阴极保护站投入运行： 按照恒电位仪的操作程序开启，给定电位保持在-1.20伏左右，待管道阴极极化一段时间(4小时以上)开始记录直流电源输出电流、电压，测试通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位，调整通电点电位至规定值，继续给管道送电使其完全极化 (通常在24小时以上)。再重复第一次测试工作，并做好记录。若最远端保护电位过低，则需再适当

20、调节通电点电位。（3）保护电位的控制 各站通电点电位的控制数值, 应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85伏以上，同时各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时，管道上相邻阴极保护站间加强联系，保证各站通电点电位均衡。（4） 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后，投运操作完毕，各阴极保护站进入正常连续工作阶段。4、优缺点优点：1）.不需要外部电源；2）.很少维护；3）小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰；4）.容易安装；5）.多数情况下易于增加阳极；6）.提供均匀的电流分配缺点：1）.较低的驱动电压/电流；2）.对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极；3）.在高电阻的土

21、壤环境下可能是无效的；4）.由于较低的电流效率（自腐蚀消耗），其每安培电流费用高于外加电流阴极保护；5）.替换用废的阳极是困难或昂贵的。5、应用（1）埋地管道上防腐层很差或根本没有防腐层的阀门；（2）短套管或覆盖层受到严重破坏的部位；（3）发生电屏蔽的区域，该区域应经消弱了来自远方外加电流系统的有效电流；（4）如果在适宜的环境下发生了阳极干扰， 牺牲阳极可以用于管线的泄流点上， 使流入管道的干扰电流返回干扰电流源。（5）对于埋地结构众多，且复杂的区域，采用外加电流阴极保护而又不对与其相近的结构物产生干扰是非常困难的。对于这种环境下的结构，牺牲阳极法则是比较经济的选择。（6）牺牲阳极被广泛应用于

22、交换器的内壁和其他容器的内壁的保护。防护效果取决于内衬的质量、介质的流动和温度。（7）深海结构物，可用大的牺牲阳极保护水下构件。（8）轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌块，来防止船壳等的腐蚀电化学保护法的应用除海水或管道设备的保护外，还应用于防止电缆和化工设备等的腐蚀。六、强制电流法（外加电流法）（一）定义：外加电流阴极保护是通过外部电源来改变周围环境的电位，使得需要保护的设备的电位一直处在低于周围环境的状态下，从而成为整个环境中的阴极，这样需要保护的设备就不会因为失去电子而发生腐蚀了。这种强制外加电流的阴极保护系统是由整流电源、阳极地床、参比电极、连接电缆组成的，主要用在大型

23、设备的阴极保护或者土壤电阻率比较高的环境中的设备的阴极保护，比如长距离输油输气等埋在地下的工业管道还有大型的储备石油等工业原料的储罐群都是使用这种外加电流的阴极保护方式。（二）铁生锈的过程可分为两类：1、化学腐蚀，高温下铁直接和氧气反应，得到氧化铁。（不太普遍）2、电化学腐蚀（普遍），分两种：析氢腐蚀，贴在酸性较强的潮湿环境中发生的腐蚀。二、吸氧腐蚀，自然界中最为普遍。条件：不纯的铁，空气，潮湿的环境。道理是：在潮湿的环境中，不纯的铁（含碳）形成了铁-氧气-水无数个微小的原电池。铁：负极：Fe-2e-=Fe2+碳：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(O

24、H)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3+空气中失水=【Fe2O3·nH2O】（铁锈）+(3-n)H2O由以上式可知：铁失电子后与氧、水形成铁锈而溶解在水中，这样钢结构就会一点一点的腐蚀掉。既然上式中正极要得电子形成氢氧根，那么我们就通过外加电流提供给保护的钢结构（负极）电子，这样钢结构中的铁就不会失电子而被腐蚀了。锅炉给水系统的腐蚀与防护摘要：炉给水系统设备众多，管道复杂，熟悉给水系统流程，了解腐蚀类型、原理、特点等内容，从而掌握防护方法，减缓腐蚀，对于实际运行有指导意义。关键字：锅炉 给水系统 腐蚀 防护概述：锅炉给水系统包括汽轮机凝结水、加热器输水的输送管道和加

25、热设备，其中包括凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、除氧器，给水泵、高压加热器、省煤器和疏水箱等。此系统中各种设备和管道大都是由碳钢制成的，所以给水系统可能发生的故障就是金属腐蚀。在给水系统中，发生的大都是电化学腐蚀。因此，了解并掌握电化学腐蚀机理，各种设备的腐蚀概况，从而采取应对防护方法，减缓服饰，保证呢过整个系统安全经济运行。图（6）电厂流程正文：目前我火电厂锅炉所用的燃料主要是煤。现在大型的电厂锅炉一般项将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉燃烧并产生过热蒸汽。在锅炉中实现没得化学能转换成过热蒸汽的热能时，进行着四个相互关联的工作过程，即煤粉制备过程、燃烧过程、通风过程、汽水过程。给水系统中储加热器

26、中用来传热的管件常由黄铜制成外，其余各种设备和管道大都由碳钢制成的，在给水系统中节能发生的故障是金属引起的。图（4）汽水系统1、 金属电化学腐蚀机理：金属与介质发生电化学反应引起的腐蚀。2、 影响电化学腐蚀的因素：复式电池有金属和其他周围的介质构成。因此影响金属电化学腐蚀本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。金属作为腐蚀电池得阳极，电位越负，腐蚀倾向越大。 不同种类金属的接触、同一金属中杂质的存在以及应力状态下等不均匀腐蚀等不均匀性存在，均是形成腐蚀微电池的条件。对金属进行表面处理是提高其耐腐蚀的重要措施之一。腐蚀介质是腐蚀电池的四大组生之一，是影响金属腐蚀的主要因素。一般规律是介质中去极

27、化及的种类越多、浓度越大、电位越正、pH值越低，对金属的腐蚀作用越大，应根据具体条件和腐蚀电池的腐蚀原理进行分析。3、 金属腐蚀防护方法:防止金属发生电化学腐蚀的主要办法是设法消除产生腐蚀电池形成和作用的各种条件。大体上说，这可从金属材料本身和周围介质两方面着手。1）、金属材料的选用金属材料本身的耐蚀性，抓哟与金属的化学成分、金相组织、内部应力及表面状态有关，还与金属设备的合理设计与制造有关。金属材料的表面处理是提高其耐腐蚀性的重要措施。可根据特定介质，选择耐腐蚀材料作为基体金属的表面涂层。金属材料的那腐蚀性与它所接触的介质密切相关。没有一种材料对所有介质都是耐腐蚀性的，所以应该根据介质的性质

28、来选用金属材料及其制备工艺。在工业实践中，选用金属材料时，除了应考虑它的耐蚀性之外，还要考虑它的机械强度、加工特性及材料价格等方面的因素。2） 、介质的处理通过对介质进行处理，或除去其有害成分，或添加防腐成分，可以减缓或消除介质对金属的腐蚀作用。例如，锅炉给水的除氧处理，就是除掉锅炉水中溶解氧这种有害成分，提高了水质，从而达到防止给水对金属腐蚀的目的。又例如，在锅炉化学清洁时，在除垢用的酸溶液中加入少量缓蚀剂等药品，改变了清洗液的化学组成，就可以大大减少酸液对锅炉钢材的腐蚀。4、给水系统金属防护实例1）、除氧器水箱的涂层法防腐由于除氧器水箱运行工况复杂，锅炉给水品质高，一般以防腐涂料根本就不能

29、使用，所以涂层法防腐所用的防腐涂料必须要求不脱落，不溶解，耐热、耐水、耐汽性能好，常温施工性能好，并且具备长期稳定的粘连特性与附着力。 因除氧水箱工作温度在158-178之间，故涂料的耐热温度选择在200涉水的，按此标准，有以环氧树脂、醇酸铝粉、有机硅树脂、有机硅铝粉等为成膜物质的涂料满足要求，选择四种涂料工业品，即环氧酚醛烘干防腐漆、黑有机硅烘干耐热漆、铝粉醇酸烘干耐热漆、铝粉有机硅耐热漆。2）、省煤器的防腐省煤器的水侧主要是氧腐蚀，在省煤器的进口尤其严重。但省煤器的发生腐蚀、泄露与爆管的主要部位是在烟气侧，其腐蚀机理为磨损。对于大型超高压锅炉，炉膛内燃烧器附近的火焰温度为14001600,

30、煤粉中挥发出含有二氧化硫、硫化氢等腐蚀性气体，是受热面受到腐蚀。为此，在省煤器的防腐中，一种新技术应用于此。热喷涂技术是采用某种高温热源，将欲涂覆的涂层材料溶化或至少软化，并用气体使之雾化成微细液滴或高温颗粒，高速喷射到经过预处理的基体表面形成涂层的技术。某电厂应用电弧喷涂技术在“四管“中进行防腐处理取得效果显著，尤其在对省煤器管和水冷壁管的应用中，取得较好的效益。总结：给水系统在锅炉设备的安全经济运行中起着十分重要的作用，其涉及的设备多，管道复杂，腐蚀问题较为普遍。因此，熟悉并掌握给水系统流程是解决此类问题的必备工作。同时，通过理论知识的学习，对应于某些特定设备中，对不同设备腐蚀采取相应防腐

31、措施，保证系统运行的安全性。另外，热喷涂技术作为一种新技术在今后的防腐工作中会有较大发展前景。图（8）省煤器5、给水系统的金属腐蚀：(1)、溶解氧腐蚀 1)、原理：钢铁材料处于含有氧的水中，铁和氧形成两个电极，水溶液构成电解质溶 液，金属本身成为电子导体，组成腐蚀电池。铁是阳极，遭到腐蚀，氧为阴极，进行还原。在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素。这种腐蚀称为氧去极化腐蚀腐蚀。阳极：FeFe2+2e 阴极：O2+2H2O+4e4OH-图（9）腐蚀机理示意图 2）、特点：当金属受到溶解氧腐蚀时，表面形成许多小型鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，次层是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产

32、物，这种腐蚀形态成为溃疡腐蚀。如果电场中除氧工作进行不完善，在给水管道和省煤器中常常能看到这种腐蚀。发生在给水管道中的鼓包颜色由黄褐到砖红都有，在省煤气中的大都是砖红色。 3）、影响因素：溶解氧量、pH值、温度、水中离子、水流速度。（2）、游离二氧化碳腐蚀1）、原理：当水中有优劣二氧化碳存在时，水呈酸性反应（也叫酸性腐蚀）， CO2H2OH+ HCO3-这样，由于水中氢离子量的增多，就会产生氢去极化腐蚀。阴极：2H+2eH2;阳极：FeFe2+2e2）、特点：一般强况下，这种腐蚀产物都是易溶的，形成后被水流冲走，不易形成保护膜，所以其腐蚀的特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀不仅降低了金属的强度，而

33、且腐蚀产物随水流进入炉内，往往会引起锅炉内结垢和腐蚀等喜多严重问题。3）、影响因素：CO2浓度、温度、水的流速。4）、腐蚀部位：热力设备其实系统中的CO2；来源于补给水和混入汽轮机中的冷却水带入的碳酸化合物。在冷却水中所含的碳酸化合物主要是HCO3-,还有CO2或少量CO32-.在热力系统中，最容易放生的部位是凝结水系统，因为它处于除氧器前。所以凝结水市是热力系统中游离CO2含量较多的部分而且它的水质较纯，只要含有有少量CO2就会使其pH值显著降低。（3）、同时有溶氧和游离二氧化碳的腐蚀 1）、原理：由于二氧化碳的存在，使水呈酸性，破坏原有的保护膜，又不易形成新的保护膜使氧腐蚀更加严重。如在凝

34、结水系统和给水系统的水流中，同时含有O2和CO2时，由于CO2的存在，使水呈酸性，破坏原有的保护膜，又不易形成新的保护膜试样腐蚀更加严重。 2）、特点：金属表面没有腐蚀产物，而是随着氧气量的多少，呈大小不等的溃疡状态，且腐蚀速度很快。6、防护方法1）、给水除氧：给水除氧通常采用热力除氧和化学除氧两种方法，热力除氧在热力除氧器中进行为给水除氧的主要措施；化学除氧是在水中加入还原剂去除热力除氧后水中残留的的氧，为给水除氧的辅助措施。2）、热力除氧：根据亨利定律，由除氧器进行除氧，为除氧的主要措施。3）、化学除氧：通过加入化学药品（还原剂如联氨）与氧气发生化学反应，出去剩余氧，为除氧的辅助措施。联胺

35、(N2H4) 与溶解O2反应： N2H4+O2N2+2H2O 3 N2H44 NH3+N2对于高参数机组，给水温度215，pH=8.59.2，其加入量一般为氧量的0.51倍。联胺还与Fe2O3、CuO反应： 6Fe2O3+N2H44Fe3O4+N2+2H2O Fe3O4+N2H4Fe+N2+H2O CuO+N2H4Cu+N2+H2O图（10）4）、给水pH值调节：就是像汽包中加入一定量的碱性物质，控制给水pH值，降低对钢铁和铜合金材料的腐蚀速度，是给水的含铁量和含铜量符合规定标准。5）、给水处理新技术（中性处理）：当水中电解质浓度非常小，以至水的电导率低于0.15us时，水中溶解氧就不再对钢铁

36、具有腐蚀性，相反，溶解氧能促使钢表面形成保护膜，从而抑制腐蚀。锅炉炉水腐蚀与防护摘要： 锅炉水系统腐蚀主要为氧腐蚀、混入腐蚀产物引起的电化学腐蚀、碱腐蚀、二氧化碳腐蚀和电偶腐蚀等；影响腐蚀的主要因素有水中的溶解氧、碳酸盐、重碳酸盐、腐蚀性离子和PH值。关键词： 锅炉 氧腐蚀 二氧化碳腐蚀 防护措施 1、 热力系统水汽循环热力系统由锅炉、汽轮机及附属设备构成。经处理的水进入锅炉后，吸收热量变成蒸汽，进入汽轮机，蒸汽的热能转变为机械能，推动汽轮机高速运转，转变为电能。做功后的蒸汽被冷凝成凝结水，凝结水经加热器、除氧器等设备，再进入锅炉，如此反复循环做功。 2

37、、 水汽系统的杂质及危害 热力系统水汽循环过程中，作为工质的水和蒸汽总会有一定杂质混入，这些杂质沿水、汽流程随压力、温度变化，其物理、化学性质也能发生变化：有的析出成固体，或附着于热受理表面，或悬浮、沉积在水中，有的随蒸汽进入汽轮机。这些混入锅内的杂质，是引起热力设备结垢、积盐和腐蚀的根源。其主要来源有：补给水带入的杂质、凝结水带入的杂质、进水腐蚀产物被水流带入锅内、供热用的返回水带入的杂质、药剂杂质的污染。1).补给水带入杂质 经过滤，软化或离子交换除盐处理的补给水，除去了大部分硬度，盐类与悬浮物杂质。在水处理设备正常运行的情况下，出水仍含有一定的杂质，当水处理设备有缺陷或运行操作不当时，处

38、理水中的杂质还会增加。这些杂质随补给水进入热力系统。2).凝结水带入杂质 做功后的蒸汽，在凝汽器中被冷却水冷凝成凝结水。当凝汽器中存在不严密处时，冷去水就会泄露进入凝结水中。冷却水一般为不处理或部分处理原水，水中各种杂质含量较高，即使有少量泄漏，凝结水的盐含量也会迅速增加，是凝结水和给水的水质明显恶化。3).金属腐蚀产物被水流带入锅内 锅炉，管道，水箱，热交换器等热力设备，在机组运行启动和停运中，都会腐蚀，其腐蚀产物多为铁或铜的氧化物，这些腐蚀产物随水，汽运行进入锅内。4).供热用返回水带入杂质 供热用的蒸汽，在使用过程中，不同程度地会受到污染，其返回水中含油量，含铁量及硬度较大。5).药剂杂

39、质等污染是引起热力设备结垢、积盐和腐蚀的根源。 加药处理用的药品，通常采用工业品，工业品中常含有不同程度的杂质，这些杂质随药剂带入热力系统内，不仅增加了炉水中杂质的含量，而且还会影响加药处理的效果。对高参数锅炉，给水水质较纯，缓冲性能较差，如凝汽器泄漏是有机物进入热力系统，或原水有机物未被水处理工艺完全除掉，或除盐设备的树脂粉末等合成有机物进入热力系统，这些物质在高温高压下会分解出酸性物质，使炉水PH值降低，不曾碱性从而会引起水冷壁管的腐蚀和腐蚀产物结构等现象。3、天然水中含有的杂质天然水中的杂质，有的呈液态或气态，它们大多以分子态、离子态或胶体颗粒存在于水中。如按其颗粒大小不同可以分为悬浮物

40、、胶体和溶解物质三大类。图（11）4、汽包锅炉的炉水采用Na3PO4处理或挥发性处理、混合处理（加药到汽包）。直流锅炉采用挥发性处理。1）、磷酸盐处理(Phosphate Treatment)2）、挥发性处理(Volatility Treatment)3）、中性处理(Other Treatment) 5、普通磷酸盐处理(Treatment of Common Phosphate) 加入Na3PO4，使炉水中保持一定浓度的PO43- ，防垢、炉水呈碱性、中和进入炉水的酸性物质。 在碱性条件下： 10Ca2+6PO43- +2OH- Ca10(OH)2(PO4)6 3Mg2+2SiO32- +2O

41、H- +H2O3MgO2SiO22H2O 更重要的是使Ca2+浓度很低，即使炉水中有SiO32-、SO42-等也不会生成垢，可防止垢下腐蚀。6. 协调磷酸盐处理(Concerted Control of pH-Phosphate ) 既防止钙、镁垢，又防止炉管腐蚀。实施炉水水质调节的要点是使炉水中PO43-和pH相应地控制在一定范围。 往炉水中加入Na3PO4和 Na2HPO4，把炉水的碱度全部转变为PO43-碱度，消除炉水中游离NaOH，保持炉水pH=911。中和游离NaOH Na2HPO4+NaOH Na3PO4+H2O炉水中Na3PO4水解产生NaOH，使炉水保持碱性。 炉水蒸发浓缩时，水解生成的NaOH又和Na2HPO4生成Na3PO4。（1）控制炉水碱度(Control Alkalinity of Boiler-Water) 炉水的碱度由Na3PO4水解产生： Na3PO4+ H2ONa2HPO4+NaOH 一级水解 Na2HPO4+ H2O NaH2PO4 +NaOH 二级水解 *协调磷酸盐处理不仅使炉水中无游离NaOH，消除了碱腐蚀的危险性，而且炉水有较高的pH，消除了酸腐蚀的危险性，同时炉水中有足够量的PO43-，不会产生钙镁垢。 控制一定的pH值（pH=9