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第四章熱力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)內(nèi)容提要:
本章在講述電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和電化學(xué)腐蝕原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論火電廠給水系統(tǒng)、汽包鍋爐水汽系統(tǒng)和凝汽器銅管的各種腐蝕類型、發(fā)生原理及防護(hù)方法。對(duì)鍋爐的停用保護(hù)及化學(xué)清洗作了一般性介紹。熱力系統(tǒng)
全世界發(fā)達(dá)國(guó)家每年因腐蝕造成的損失價(jià)值約7000億美元,占各國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值GNP(GrossNationalProduct)的2%~4%。一些發(fā)達(dá)國(guó)家1984年腐蝕損失情況見表4-0。腐蝕危害不僅是金屬資源的破壞,更主要的是設(shè)備遭到破壞。而設(shè)備的價(jià)格要比金屬本身貴得多。如圖4-0。隨著發(fā)電機(jī)組參數(shù)的提高,鍋爐內(nèi)水冷壁、省煤器和過熱器管的爆破、泄漏在鍋爐故障中所占比例增大,其中由于水質(zhì)引起的腐蝕故障占4%左右。熱力設(shè)備對(duì)腐蝕失效是很敏感的。表4-0某些國(guó)家1984年腐蝕損失國(guó)別腐蝕損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值(%)美國(guó)750億美元4英國(guó)100億英鎊3.5法國(guó)1150億法郎1.5日本133~160億美元1.8圖4-0PipelineexplosioninCaliforniaUSA
目錄第一節(jié)腐蝕的概念第二節(jié)電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)電化學(xué)腐蝕原理第四節(jié)給水系統(tǒng)金屬的腐蝕與防護(hù)第五節(jié)汽包鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)第六節(jié)凝汽器的腐蝕及防護(hù)第七節(jié)汽輪機(jī)的腐蝕與防護(hù)第八節(jié)鍋爐的化學(xué)清洗第一節(jié)腐蝕的概念腐蝕
金屬表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而遭到破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。腐蝕的分類
(1)按本質(zhì)分
金屬腐蝕按本質(zhì)可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
化學(xué)腐蝕是金屬和周圍介質(zhì)直接起化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞,發(fā)生在非電解質(zhì)溶液中或干燥氣體中,在腐蝕過程中不產(chǎn)生電流(如過熱蒸汽對(duì)金屬的腐蝕)。
電化學(xué)腐蝕是金屬在電解質(zhì)溶液中或在潮濕空氣中的破壞,在腐蝕過程中有局部電流產(chǎn)生(如鍋爐給水系統(tǒng)中發(fā)生的腐蝕等)。熱力設(shè)備的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主。
(2)按腐蝕形態(tài)分金屬腐蝕按腐蝕形態(tài)又可劃分為均勻腐蝕和局部腐蝕。
均勻腐蝕是指金屬和腐蝕介質(zhì)接觸的整個(gè)表面都受到腐蝕,各部分腐蝕速度幾乎相等。
局部腐蝕是指腐蝕主要集中金屬表面或內(nèi)部的局部區(qū)域內(nèi)。
常見的局部腐蝕有潰瘍性腐蝕、點(diǎn)蝕、選擇性腐蝕、晶間腐蝕等類型。
局部腐蝕與均勻腐蝕相比,對(duì)熱力設(shè)備的危害要大得多。第二節(jié)電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
要了解電化學(xué)腐蝕的機(jī)理,首先要了解有關(guān)電化學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。原電池電極電勢(shì)原電池
我們知道,一切氧化還原反應(yīng)均為電子從還原劑轉(zhuǎn)移(或偏移)到氧化劑的過程。若使氧化劑和還原劑不直接接觸,令電子通過導(dǎo)線傳遞,則電子可作有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流。這種能使氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置成為原電池。如圖4-1
所示為Cu-Zn原電池。圖4-1Cu-Zn原電池在Cu-Zn原電池中,電子流出的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子;電子流入的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),得到電子。負(fù)極:氧化反應(yīng)正極:還原反應(yīng)總反應(yīng):電子由負(fù)極流向正極,即電流從正極(Cu)流向負(fù)極(Zn)。
上述原電池可以用下列符號(hào)表示:習(xí)慣上把負(fù)極(?)寫在左邊,正極(+)寫在右邊。其中“∣”表示兩相界面;“‖”表示鹽橋;C1、C2表示溶液的濃度,當(dāng)C=1.0mol/L時(shí),可不寫。這稱為原電池符號(hào)。每個(gè)原電池都是由兩個(gè)“半電池”所組成。例如,Cu-Zn原電池就是由鋅和鋅鹽溶液、銅和銅鹽溶液所構(gòu)成的兩個(gè)“半電池”所組成。每一個(gè)半電池都是由同一元素不同氧化值的兩種物質(zhì)所構(gòu)成。一種處于低氧化值的可作為還原劑的物質(zhì)(稱為還原型物質(zhì)),例如鋅半電池中的Zn、同伴電池中的Cu;另一種是處于高氧化值的可作為氧化劑的物質(zhì)(稱為氧化型物質(zhì)),例如鋅半電池中的Zn2+、銅半電池中的Cu2+。
這種由同一元素的氧化型物質(zhì)和其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)所構(gòu)成的整體,稱為氧化還原電對(duì),簡(jiǎn)稱電對(duì),也叫做電極。氧化還原電對(duì)習(xí)慣上常用符號(hào)表示,如Cu和Cu2+、Zn和Zn2+所組成的氧化還原電對(duì)可寫成Cu2+/
Cu、Zn2+/Zn。氧化型寫在斜線上方,還原型寫在斜線下方。
表示氧化型物質(zhì)和還原型物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式:
氧化型+ne
還原型
稱為半電池反應(yīng)(或電極反應(yīng))式。式中n表示相互轉(zhuǎn)化時(shí)的得失電子數(shù)。
從理論上說,任何氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池。例4-1
將下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,并寫出原電池符號(hào)。
解:正極反應(yīng):負(fù)極反應(yīng):故原電池符號(hào)為:在寫原電池符號(hào)時(shí),若電極反應(yīng)中無金屬導(dǎo)體,需加入惰性電極Pt或C(石墨);若參加電極反應(yīng)的物質(zhì)中有純氣體、液體或固體,如Cl2(g)、Br2(l)、I2(s)等,則應(yīng)寫在惰性電極一邊。例如甘汞電極,電極反應(yīng)式為:半電池符號(hào)為:電極電勢(shì)原電池之所以能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,是由于它?shí)現(xiàn)了使氧化還原反應(yīng)物間傳遞的電子在外電路中定向流動(dòng)。這表明原電池的兩極之間存在著電勢(shì)差,每個(gè)電極都具有一定的電勢(shì)值。電極電勢(shì)的產(chǎn)生——雙電層理論當(dāng)把金屬浸在它的鹽溶液中時(shí),在極性水分子作用下,金屬原子失去電子變成金屬正離子進(jìn)入溶液形成水合離子,電子則留在金屬表面上;同時(shí),溶液中的水合金屬離子也可以在金屬表面上獲得電子從溶液中沉積到金屬表面,即:
溶解沉積當(dāng)這兩個(gè)過程進(jìn)行的速率相等時(shí),達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。
達(dá)到平衡前如果溶解過程的速率大于沉積過程的速率,金屬表面上將有多余的電子而帶負(fù)電,同時(shí),溶液中將有多余的金屬正離子而帶正電,這些正離子在金屬表面上在電子的靜電作用下聚集在與金屬相接觸的界面層。于是,在金屬和溶液的接界面間形成了分別帶正負(fù)電荷的兩個(gè)荷電層,稱之為雙電層,如圖4-2a所示。反之,如果達(dá)到平衡前,沉積過程的速率大于溶解過程的速率,則形成如圖4-2b所示的雙電層,其中金屬帶正電,溶液帶負(fù)電。圖4-2雙電層的示意這時(shí)在金屬與其鹽溶液之間產(chǎn)生電勢(shì)差。
這種產(chǎn)生在金屬與其鹽溶液之間的電勢(shì)稱為該金屬的平衡電極電勢(shì)。
電極電勢(shì)用符號(hào)表示。電極電勢(shì)的測(cè)量
迄今為止,還無法測(cè)得平衡電極電勢(shì)的絕對(duì)值。只能選定某一電極,以其平衡電極電勢(shì)作為參比標(biāo)準(zhǔn),將其它電極的平衡電極電勢(shì)與之比較,從而得到各種電極的電極電勢(shì)相對(duì)值。理論上通常選作參比電極的是標(biāo)準(zhǔn)氫電極。
電極電勢(shì)的絕對(duì)值無法測(cè)定,但可與標(biāo)準(zhǔn)氫電極比較以確定它的相對(duì)值,并規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為零。
標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖表示為:H+H2(g)Ptθ規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的平衡電極電勢(shì)為零,即=0.000V。
測(cè)量方法:
欲確定某電極的電極電勢(shì),可把該電極和標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成一原電池,測(cè)定該原電池的電動(dòng)勢(shì)。由于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為零,根據(jù)測(cè)得的該原電池的電動(dòng)勢(shì)就可確定所要測(cè)量的電極電勢(shì)。
例如:欲測(cè)定鋅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),則應(yīng)組成下列原電池:
測(cè)定時(shí),根據(jù)電位計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向,可知電流是由氫電極通過導(dǎo)線流向鋅電極(電子由鋅電極流向氫電極)。所以鋅電極為負(fù)極,氫電極為正極。
298.15K時(shí),測(cè)得此原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E?=0.763V,它等于正極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(以符號(hào)表示)與負(fù)極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(以符號(hào)負(fù)表示)之差,即負(fù)
“-”號(hào)表示與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池時(shí),該電極作為負(fù)極。影響電極電勢(shì)的因素——能斯特方程
電極電勢(shì)的大小,不僅取決于電對(duì)的本性,還與反應(yīng)溫度、參加電極反應(yīng)的各物質(zhì)濃度、壓力等因素有關(guān)。
能斯特(Nernst)從理論上推導(dǎo)出電極電勢(shì)與濃度之間的關(guān)系,當(dāng)電極反應(yīng)氧化型+ne
還原型在298.15K下進(jìn)行時(shí),其電極電勢(shì)與氧化型、還原型物質(zhì)濃度和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)有如下關(guān)系:
[還原型]
這個(gè)關(guān)系式稱為能斯特方程式,式中n為電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。應(yīng)用能斯特方程時(shí),應(yīng)注意以下問題:①如果組成電對(duì)的物質(zhì)為固體或純液體時(shí),則它們的濃度項(xiàng)不列入方程式中。如果是氣體,則以氣體物質(zhì)的相對(duì)分壓來表示。
例如:
能斯特方程應(yīng)為:
又如:
能斯特方程應(yīng)為:
再如:
能斯特方程應(yīng)為:②如果在電極反應(yīng)中,除氧化型、還原型物質(zhì)外,還有參加電極反應(yīng)的其它物質(zhì),如H+、OH?存在,則應(yīng)把這些物質(zhì)的濃度也表示在能斯特方程中。
例如:例4-2
①求高錳酸鉀在弱酸性介質(zhì)中,=1.00mol/L,[H+]=1.00×10-5mol/L時(shí)的電極電勢(shì)。
②求高錳酸鉀在弱堿性介質(zhì)中,=1.00mol/L,[OH?]=1.00×10-4mol/L時(shí)的電極電勢(shì)。解:①在酸性介質(zhì),的還原產(chǎn)物為Mn2+,電極反應(yīng)為:
=+1.491V
所以,當(dāng)[H+]=1.00×10-5mol/L時(shí),
=+1.018V
②在堿性介質(zhì),的還原產(chǎn)物為MnO2,電極反應(yīng)為:
=+0.588V
所以,當(dāng)[OH?]=1.00×10-4mol/L時(shí),
=+0.903V由能斯特方程式可知,當(dāng)參與電極反應(yīng)的物質(zhì)濃度不同時(shí),其電極的電極電勢(shì)也不同,因此,兩個(gè)相同的氧化還原電對(duì)只要濃度不同也可以組成原電池。
例如,原電池
這種電池稱為濃差電池,是由于在陰陽板參與電極反應(yīng)反應(yīng)的物質(zhì)的濃度不同而造成的。電極電勢(shì)的應(yīng)用
(1)判斷氧化還原反應(yīng)的方向在原電池反應(yīng)中,一般電極電勢(shì)代數(shù)值大的一極為氧化劑,得電子做正極,電極電勢(shì)代數(shù)值小的一極為還原劑,失電子做負(fù)極。
原電池的電動(dòng)勢(shì)E=
?
負(fù)。所以,如果一個(gè)原電池的E>0,即>負(fù),說明此反應(yīng)是正向自發(fā)進(jìn)行的,反之,則反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。例4-3
試判斷反應(yīng)
在①標(biāo)準(zhǔn)態(tài);②非標(biāo)準(zhǔn)態(tài),且[Pb2+]/[Sn2+]=0.0010/1.00時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。解:①在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),查表得;所以上述反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)刻自發(fā)向右進(jìn)行。
②非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),
所以在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)上述反應(yīng)方向發(fā)生逆轉(zhuǎn),即反應(yīng)自發(fā)的向左進(jìn)行。
(2)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度
在第一章化學(xué)平衡一節(jié)中我們講到,反應(yīng)進(jìn)行的程度可以用反應(yīng)平衡常數(shù)K的大小來衡量。K越大,反應(yīng)進(jìn)行的越完全。對(duì)于氧化還原反應(yīng),在298.15K時(shí),其平衡常數(shù)與電極電勢(shì)之間有如下關(guān)系:第三節(jié)電化學(xué)腐蝕原理熱力學(xué)原理動(dòng)力學(xué)原理影響電化學(xué)腐蝕的因素?zé)崃W(xué)原理大電池腐蝕
在電解質(zhì)溶液中,不同的金屬有不同的電極電勢(shì),把這兩種金屬用導(dǎo)線連接起來就組成了一個(gè)原電池。
例如,汽輪機(jī)凝汽器的管板與管子分別采用的是鋼材和黃銅,管子用脹接的方法固定在管板上,運(yùn)行中它們即在含有腐蝕介質(zhì)的冷卻水中形成腐蝕原電池,也稱腐蝕電池。這種由不同金屬材料直接接觸構(gòu)成的腐蝕叫做大電池腐蝕。在腐蝕電池中,習(xí)慣上把電池的負(fù)極,即失電子的極稱為陽極;把電池的正極,即得電子的極稱為陰極。陽極電極電勢(shì)相對(duì)較小,在腐蝕電池中失去電子而被腐蝕。
例如:上例中陰陽極電極反應(yīng)如下:陽極陰極即管板鋼的電極電勢(shì)相對(duì)較小,在腐蝕電池中作為陽極被腐蝕;而管子黃銅的電極電勢(shì)相對(duì)較高,作為腐蝕電池的陰極,電極電勢(shì)更高的溶解氧在其上得電子被還原。微電池腐蝕工程中使用的金屬材料大多是合金,例如最常用的鋼、鐵、黃銅等。在鋼鐵中鐵素體是主要組織,還含有Fe3C、石墨、Cu、Mn等雜質(zhì)。當(dāng)鋼鐵浸在電解質(zhì)溶液中時(shí),由于鐵素體的電極電勢(shì)低,雜質(zhì)的電極電勢(shì)高,雜質(zhì)與鐵素體的電極電勢(shì)差也較小,電解質(zhì)又具有一定的電阻,所以每一個(gè)雜質(zhì)只能與其附近面積很小的鐵素體形成一個(gè)微小的局部電池。這種電池稱為腐蝕微電池。其中雜質(zhì)是微陰極,電解質(zhì)中的氧、H+等在其上得電子被還原;鐵素體為微陽極,鐵失去電子被氧化,即被腐蝕。
鋼鐵腐蝕微電池電極反應(yīng)如下:陽極
陰極(酸性介質(zhì)中)
這種腐蝕稱為析氫腐蝕或酸腐蝕。或陰極(中性、弱堿性介質(zhì)中)
這種腐蝕稱為吸氧腐蝕或氧腐蝕。
微電池腐蝕與大電池腐蝕在本質(zhì)上是相同的,但微電池的陽極過程和陰極過程同時(shí)發(fā)生在同一金屬的不同區(qū)域(雜質(zhì)和鐵素體)上,而且微陽極和微陰極直接接觸,在金屬內(nèi)部產(chǎn)生短路電流(稱為腐蝕電流)。這是腐蝕微電池的特點(diǎn)。微電池腐蝕是熱力設(shè)備金屬腐蝕的主要形式。動(dòng)力學(xué)原理極化作用在腐蝕微電池中,金屬本體就是它的外電路當(dāng)電池形成閉合回路后,陰極電勢(shì)很快下降,陽極電勢(shì)則很快上升,兩極間的電勢(shì)差比閉合前要減小很多。
這種閉合后電勢(shì)差比閉合前減小的現(xiàn)象稱為極化。陽極電勢(shì)升高稱為陽極極化,陰極電勢(shì)降低稱為陰極極化。陽極極化可使腐蝕速度變慢,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)垢g過程完全停止。
電極極化電勢(shì)變化情況見圖4-3。圖4-3電極極化電勢(shì)變化情況去極化作用
腐蝕微電池極化作用的減小或消除稱為去極化作用。參與這種作用的反應(yīng)物質(zhì)稱為去極化劑。一般的陰極去極化劑是溶液中易接受電子的物質(zhì),如H+是常見的去極化劑,它的去極化作用如下式:
水中溶解氧O2是另一種常見的去極化劑,如下式:
對(duì)于金屬的腐蝕防護(hù),我們希望它盡量產(chǎn)生極化,因此要設(shè)法減小去極化作用,最主要的措施是盡量除去去極化劑,例如給水的除氧和除二氧化碳。影響電化學(xué)腐蝕的因素影響金屬腐蝕的因素可分為金屬本身的內(nèi)在因素和周圍介質(zhì)的外在因素兩方面。內(nèi)在因素主要有金屬的成分和結(jié)構(gòu),金屬設(shè)備在制造和安裝過程中的變形及殘余應(yīng)力、金屬的表面狀態(tài)等。
這里主要討論影響熱力系統(tǒng)金屬腐蝕的外在因素,如與金屬相接觸的水溶液的化學(xué)組成、水溫、水流速等。
溶解氧水中的溶解氧是引起熱力系統(tǒng)金屬腐蝕的一個(gè)主要因素。造成吸氧腐蝕在鐵和氧組成的腐蝕電池中,鐵的電極電勢(shì)低,作為陽極被腐蝕,氧的電極電勢(shì)高,作為陰極進(jìn)行還原反應(yīng)。電極反應(yīng)如下:陽極陰極
在這里氧又是陰極區(qū)起強(qiáng)烈去極化作用的去極化劑,所以水中氧含量越多金屬腐蝕越嚴(yán)重。同時(shí)由于溶解氧的存在,還會(huì)將腐蝕產(chǎn)物氫氧化亞鐵氧化成溶解度很小的Fe(OH)3,減少了溶液中的,從而加速陽極過程。二氧化碳水中含有游離二氧化碳時(shí),水呈酸性,反應(yīng)如下式:這樣水中就有H+存在,所以游離二氧化碳的腐蝕,實(shí)質(zhì)上就是水中氫離子的去極化腐蝕(即析氫腐蝕)。在這種腐蝕電池中,電池反應(yīng)如下:
陽極陰極隨著腐蝕的進(jìn)行,所消耗掉的H+由碳酸的繼續(xù)電離來補(bǔ)充,直至碳酸消耗完為止。溫度升高,碳酸的電離度增大,加劇腐蝕的進(jìn)行。pH值
水的pH值對(duì)金屬腐蝕有很大的影響,pH值低說明水中H+濃度大,此時(shí)H+充當(dāng)去極化劑,發(fā)生析氫腐蝕。所以水的pH越低,金屬腐蝕速度越快。當(dāng)水中含有溶解氧時(shí),pH的改變對(duì)腐蝕速度的影響見圖4-4。由圖可知:
(1)當(dāng)pH值很低時(shí),腐蝕速度是隨pH值的降低而迅速增加的,這是因?yàn)樵诘蚿H值時(shí),鐵的腐蝕主要是由H+引起的去極化腐蝕(析氫腐蝕)。圖4-4
pH值和平均腐蝕速度的關(guān)系
(2)當(dāng)pH在中等范圍時(shí),腐蝕速度不受pH值影響,即腐蝕速度幾乎不變,此時(shí)主要是氧的去極化腐蝕,即氧腐蝕,這是影響腐蝕的主要因素。
(3)當(dāng)pH值較高時(shí),隨pH值增大,腐蝕速度反而減小,因?yàn)镺H?濃度增加,使氧的電極反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。溫度
在一般情況下,溫度越高,金屬腐蝕速度也越快。因溫度升高時(shí),各種物質(zhì)在水中擴(kuò)散速度加快,水的電阻降低,加快了腐蝕電池陰陽兩極的電極過程。
溫度對(duì)鋼鐵在水中腐蝕速度的影響見圖4-5。圖4-5
溫度對(duì)鋼鐵在水中腐蝕速度的影響水中鹽類的含量和成分
在一般情況下,水中含鹽量越多,腐蝕速度越快,因?yàn)樗泻}量越多,水的電阻越小,腐蝕電池的電流越大。水的流速
在一般情況下,水流速度越大,水中各種物質(zhì)的擴(kuò)散也越快,從而使腐蝕速度也加快。熱負(fù)荷
熱負(fù)荷對(duì)腐蝕速度起促進(jìn)作用,因?yàn)樵跓嶝?fù)荷高時(shí),保護(hù)膜容易破壞。一方面是熱應(yīng)力的影響,另一方面是金屬表面生成的蒸汽泡對(duì)膜的機(jī)械作用。有機(jī)膠體物質(zhì)的影響
溶解在水中的氧、二氧化碳、氯和其它的雜質(zhì)能加速腐蝕過程。但有些有機(jī)膠體物質(zhì),如福爾馬林、尿素、植物堿等,又都是非常有效的緩蝕劑,能起到抑制腐蝕的作用。第四節(jié)給水系統(tǒng)金屬的腐蝕與防護(hù)
給水系統(tǒng)包括凝結(jié)水系統(tǒng)、除氧器、給水管道、省煤器、補(bǔ)給水管道、疏水系統(tǒng)等。在給水系統(tǒng)中,流動(dòng)的水隨較之鍋爐汽包內(nèi)的水含鹽量低得多,但仍含有少量的氧和二氧化碳,這兩種氣體是引起給水系統(tǒng)中金屬腐蝕的主要因素。氧腐蝕酸腐蝕
給水氧化性水化學(xué)工況
給水系統(tǒng)氧腐蝕腐蝕特征和部位
鋼材受溶解氧腐蝕時(shí),腐蝕產(chǎn)物堆積在金屬表面形成許多小鼓包,直徑自1mm至30mm不等。若將這些鼓包清除,便會(huì)在金屬表面出現(xiàn)一個(gè)個(gè)腐蝕坑。因此這種腐蝕稱潰瘍腐蝕。
潰瘍腐蝕大部分發(fā)生在給水管道和省煤器,主要集中在省煤器進(jìn)口端。如果給水含氧量很高時(shí),腐蝕也可能延伸到省煤器的中部和尾部,甚至到鍋爐下降管。此時(shí)補(bǔ)給水系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧腐蝕。腐蝕機(jī)理碳鋼表面由于電化學(xué)的不均一性,包括金屬組織的差別,夾雜物的存在,氧化膜的不完整,氧濃度的差別等因素造成各部分電勢(shì)不同,當(dāng)有溶解氧存在時(shí),形成腐蝕微電池,如圖4-6所示。在腐蝕點(diǎn)內(nèi)部?jī)H發(fā)生一個(gè)陽極反應(yīng),為若干個(gè)陰極提供電子。電極反應(yīng)如下:陽極(1)
陰極(2)
陽極反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+迅速水解,生成H+,腐蝕點(diǎn)pH降低:
(3)圖4-6
鐵的氧腐蝕機(jī)理示意腐蝕點(diǎn)內(nèi)緩慢的陰極反應(yīng)有時(shí)引起腐蝕點(diǎn)氧化物覆蓋層破裂,從而析出H2:
(4)
上述氧化和水解反應(yīng)為氧化物沉積創(chuàng)造了條件:
(酸性條件)(5)(堿性條件)(6)
在腐蝕點(diǎn)內(nèi)部,由于表層氧化鐵的覆蓋阻止了低氧的腐蝕點(diǎn)內(nèi)酸溶液與外層堿性水的混合,導(dǎo)致酸性條件下產(chǎn)生的Fe(OH)+繼續(xù)反應(yīng):
(7)
生成黑色Fe3O4沉積于腐蝕點(diǎn)內(nèi)部。
在腐蝕點(diǎn)口及外部,由于水的堿性,導(dǎo)致反應(yīng)(6)產(chǎn)生的與OH?反應(yīng),生成紅色沉積:
(8)
隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,大量的Fe2O3堆積于腐蝕點(diǎn)口形成閉塞電池,使腐蝕程度進(jìn)一步加深。運(yùn)行中氧腐蝕的防止運(yùn)行中氧腐蝕的防止是采用熱力除氧為主,化學(xué)除氧為輔的方法將給水中的溶解氧除去。
(1)熱力除氧法
熱力除氧是采用加熱的方法使給水沸騰,從而除去水中的溶解氧和其它氣體。
①要提高熱力除氧效果,必須滿足兩方面條件:一是要將水加熱至沸點(diǎn);二是要使水高度分散,縮短氣體擴(kuò)散路程和增大汽水界面。
②除氧器簡(jiǎn)介
熱力除氧器按照其進(jìn)水方式的不同,可分為混合式除氧器和過熱式除氧器兩種。電廠中應(yīng)用最廣泛的是混合式除氧器。在混合式除氧器內(nèi),需除氧的水與加熱用的蒸汽直接接觸,使水加熱到相當(dāng)于除氧器壓力下的沸點(diǎn),從而使水中的氧氣逸出而除去?;旌鲜匠跗靼礃?gòu)造基本上可分為淋水盤式、噴霧填料式和噴霧淋水盤式等。除氧器
a)淋水盤式除氧器
圖4-7所示為一種淋水盤式除氧器的構(gòu)造示意。
b)噴霧填料式除氧器
這種除氧器除氧效果好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,現(xiàn)已得到日益廣泛的應(yīng)用。
噴霧填料式除氧器構(gòu)造示意如圖4-8。
c)臥式噴霧淋水盤式除氧器
這是目前與國(guó)內(nèi)外大型火電機(jī)組配套的先進(jìn)除氧器之一,水汽逆向流動(dòng)相互接觸時(shí)間長(zhǎng),可達(dá)到良好的除氧效果。
噴霧式除氧器見圖4-9。臥式除氧器縱剖面圖見圖4-10。圖4-7
淋水盤式除氧器圖4-8
噴霧填料式除氧器圖4-9噴霧式除氧器圖4-10
臥式除氧器縱剖面圖
(2)化學(xué)除氧
化學(xué)除氧是在熱力除氧后的給水中加入能與氧反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì),一般是強(qiáng)還原劑,如亞硫酸鈉、聯(lián)氨等。聯(lián)氨,又名肼,分子式為N2H4,常溫下為物色液體,有毒、易揮發(fā)、易燃,易溶于水。在堿性條件下,聯(lián)氨是一種強(qiáng)還原劑,在水中與氧強(qiáng)烈反應(yīng):
從而降低氧的濃度。加藥系統(tǒng)見下頁(yè)圖。
聯(lián)氨是目前高壓及以上鍋爐常用的除氧劑。聯(lián)氨溶液加藥系統(tǒng)加藥系統(tǒng)酸腐蝕腐蝕特征和部位
酸腐蝕是游離二氧化碳引起的腐蝕,它為H+的陰極去極化腐蝕。這種腐蝕的腐蝕產(chǎn)物溶于水,很快被水帶走,不沉積于金屬表面,所以腐蝕特征是金屬均勻變薄。這種腐蝕雖不會(huì)很快引起金屬的嚴(yán)重?fù)p傷,但大量鐵的腐蝕產(chǎn)物被水帶入鍋內(nèi),會(huì)引起鍋內(nèi)結(jié)垢和腐蝕。最容易發(fā)生酸腐蝕的部位是凝結(jié)水系統(tǒng),奧氏體不銹鋼能抗此腐蝕,故新建鍋爐凝汽器大部采用奧氏體不銹鋼材質(zhì)。腐蝕機(jī)理酸腐蝕機(jī)理主要是由于CO2溶于水后電離出氫離子,使水呈酸性,從而發(fā)生氫離子的陰極去極化反應(yīng)。反應(yīng)過程如下:腐蝕電池反應(yīng):陽極陰極腐蝕的防止——給水pH調(diào)節(jié)酸腐蝕的防止,除提高補(bǔ)給水質(zhì)量和防止凝汽器泄露外,一般是對(duì)給水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)以提高水的pH值,即采用堿性水運(yùn)行方式。
常采用的方式是在給水中加氨或胺。pH值一般調(diào)節(jié)到8.8~9.3。
酸腐蝕實(shí)例——鍋爐尾部低溫腐蝕及防止
煙氣中的SO3以及煙氣脫硝后產(chǎn)生的副產(chǎn)品在金屬壁上冷凝成酸膜,從而腐蝕金屬,此冷凝溫度稱為煙氣的酸露點(diǎn)。在空氣預(yù)熱器的煙氣側(cè),如同步安裝脫硝裝置,進(jìn)入空預(yù)器的煙氣溫度比省煤器出口會(huì)有所降低;在空氣預(yù)熱器的空氣側(cè),冷風(fēng)的進(jìn)入使得空氣預(yù)熱器低溫端換熱板壁溫較低,煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成水滴粘在設(shè)備壁上,其中SO3和NOx形成酸,產(chǎn)生酸腐蝕。防止方法:從空預(yù)器的設(shè)計(jì)上,鍋爐廠在空氣預(yù)熱器冷端換熱原件采用鍍搪瓷工藝解決煙氣對(duì)空預(yù)器的低溫腐蝕問題。從煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,提高進(jìn)風(fēng)溫度使金屬壁溫高于煙氣酸露點(diǎn)溫度,也是防止腐蝕的重要措施,為此,在煙風(fēng)系統(tǒng)中,在空氣預(yù)熱器入口前的一、二次風(fēng)道上設(shè)置有暖風(fēng)器。經(jīng)過加熱后,使空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫比鍋爐廠要求的最低風(fēng)溫高10℃以上,從而確保不發(fā)生低溫腐蝕。給水氧化性水化學(xué)工況給水氧化性水化學(xué)工況,即給水氧—氨聯(lián)合處理的給水水質(zhì)調(diào)節(jié)法,它是在純度很高的水中加氨使之呈中性或弱堿性,提高水的pH值,增加水的緩蝕性,同時(shí)加入適量的氣態(tài)氧(O2)或過氧化氫(H2O2),從而使鋼鐵表面生成氧化物保護(hù)膜,以防止給水系統(tǒng)的腐蝕。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了鍋爐和高壓加熱器的腐蝕和結(jié)垢速率,減少了鍋爐的壓力損失,同時(shí)延長(zhǎng)了凝結(jié)水除鹽設(shè)備的運(yùn)行周期,減少了再生次數(shù)。
鍋爐本體應(yīng)力腐蝕破裂
應(yīng)力腐蝕破裂是材料在拉應(yīng)力和特定的腐蝕性介質(zhì)共同作用下引起的金屬破裂。1.特點(diǎn)(1)拉應(yīng)力和特定的腐蝕性介質(zhì)是應(yīng)力腐蝕破裂發(fā)生的兩個(gè)必要條件。一般不銹鋼在含Cl-的介質(zhì)中,碳鋼在強(qiáng)堿(NaOH)溶液中,黃銅在氨環(huán)境中易發(fā)生腐蝕破裂。高溫環(huán)境也促使應(yīng)力腐蝕破裂發(fā)生。(2)應(yīng)力腐蝕破裂開始時(shí)只有一些微小裂紋,隨后發(fā)展為宏觀裂紋。裂紋發(fā)展方向是在與拉應(yīng)力垂直的平面上擴(kuò)展(下圖)
(3)斷裂時(shí)呈脆拉特征。2苛性脆化(晶間腐蝕)
苛性脆化是金屬的一種特殊的腐蝕形式,引起這種腐蝕的主要因素是水中的苛性鈉(NaOH)和應(yīng)力的共同存在使金屬發(fā)生脆化,故稱苛性脆化,又稱堿脆。又因這種腐蝕使金屬晶粒間發(fā)生裂紋,所以也稱晶間腐蝕(不銹鋼易發(fā)生)。見下頁(yè)圖。
發(fā)生苛性脆化的金屬,一定是下面三個(gè)因素同時(shí)存在:
(1)
水中含有一定量的游離NaOH;
(2)金屬中存在很大的內(nèi)應(yīng)力;
(3)金屬存在接縫。晶間腐蝕
3、氫損傷
氫損傷是指由于金屬中存在氫或金屬與氫反應(yīng)引起的機(jī)械破壞,它包括氫脆、氫鼓包、脫碳和氫蝕。氫鼓包是由于氫原子滲入金屬內(nèi)部并在全屬內(nèi)在的空位處形成H2分子,氫分子聚積在一起后壓力上升,形成鼓包,使金屬材料破壞。
氫脆是由于氫原子滲入金屬內(nèi)部后與金屬生成氫化物或使得金屬不易變形所引起的材料變脆,機(jī)械強(qiáng)度降低。
一般正常運(yùn)行中,爐水的pH在9~11之間,不會(huì)發(fā)生酸腐蝕。如果爐管向火側(cè)已有一層沉積物,而且爐水中有因凝汽器泄露而帶入的氯化鎂和氯化鈣,則發(fā)生如下反應(yīng):使沉積物下積累起很高的H+濃度。因此,沉積物下會(huì)發(fā)生酸性水對(duì)金屬的腐蝕,如圖4-11a所示。電池反應(yīng)為:氫脆腐蝕示意圖陽極陰極
陰極在沉積物下生成的原子態(tài)[H]無法擴(kuò)散到水氣混合物區(qū)域內(nèi)生成H2,只能在沉積物下積累,到一定程度后[H]有一部分將擴(kuò)散到金屬內(nèi)部,和碳鋼中的碳化鐵發(fā)生反應(yīng):
造成碳鋼脫碳,金相組織受到破壞。
垢下酸腐蝕是由于在沉積物下腐蝕產(chǎn)生的[H]滲入金屬內(nèi)部引起的,故又稱為氫脆。腐蝕疲勞腐蝕疲勞是金屬在腐蝕性介質(zhì)和交變的循環(huán)應(yīng)力作用下引起的抗疲勞性能下降。1.腐蝕疲勞機(jī)理腐蝕疲勞是由于金屬在腐蝕性介質(zhì)中產(chǎn)生蝕孔然后在交變應(yīng)力的作用下誘發(fā)出微裂紋,且裂紋尖端腐蝕較嚴(yán)重,從而使材料抗疲勞性能下降。2.腐蝕疲勞的原因
交變應(yīng)力的存在是腐蝕疲勞發(fā)生的一個(gè)重要條件。腐蝕疲勞常發(fā)生在有交變應(yīng)力產(chǎn)生的部位,例如主鍋爐的集汽聯(lián)箱、汽包與管道的結(jié)合處等。在集汽聯(lián)箱的排水孔處,蒸汽中冷凝水和熱金屬周期接觸;在汽包和給水管、定期排污管及加藥管的結(jié)合處,由于汽包內(nèi)的爐水與給水、排污水和藥液溫度不一致,使結(jié)合處周期性地被加熱或冷卻,都會(huì)造成交變應(yīng)力,導(dǎo)致腐蝕疲勞。腐蝕疲勞裂紋腐蝕疲勞3.應(yīng)力腐蝕破裂與腐蝕疲勞所產(chǎn)生的破壞主要區(qū)別:
(1)從介質(zhì)條件看,應(yīng)力腐蝕破裂在特定的介質(zhì)中才會(huì)發(fā)生,而腐蝕疲勞的產(chǎn)生不需要特定介質(zhì)。
(2)從金屬條件看,應(yīng)力腐蝕破裂一般在合金中產(chǎn)生,而腐蝕疲勞不僅在合金中產(chǎn)生,而且在純金屬中也產(chǎn)生。
(3)從裂紋特點(diǎn)看,應(yīng)力腐蝕破裂有主裂紋,又有分支裂紋,有沿晶穿晶或混合形式的裂紋,而腐蝕疲勞有多條裂紋,一般很少分支或分支不明顯,多是穿晶裂紋,斷口常有貝紋。鍋爐的停用腐蝕及防護(hù)停用腐蝕及危害鍋爐停用期間,如不采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施,水汽側(cè)的金屬表面會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的停用腐蝕。停用腐蝕造成的腐蝕產(chǎn)物在鍋爐運(yùn)行中會(huì)造成水質(zhì)及蒸汽污染;停用腐蝕的部位在運(yùn)行期間更容易發(fā)生腐蝕。
停用腐蝕一般為氧腐蝕。停用防護(hù)方法停用腐蝕發(fā)生的主要原因是氧的存在及金屬表面潮濕或積水。停用腐蝕的防護(hù)方法一般分為三類:
(1)防止空氣進(jìn)入法:
這類方法包括充氮法,保持蒸汽壓力法和保持水壓法等,其原理是維護(hù)爐內(nèi)處于正壓狀態(tài),阻止空氣進(jìn)入。
(2)降低熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)濕度法:
這類方法包括烘干法、干燥劑法等,他們都是使金屬表面保持干燥來防止腐蝕。
(3)加入除氧劑或緩蝕劑法:
除氧劑一般是加入聯(lián)氨,緩蝕劑采用氣相緩蝕劑如碳酸環(huán)己胺CHO[(C6H11NH2)CO2]等。第五節(jié)凝汽器的腐蝕與防護(hù)凝汽器是一個(gè)熱交換器,其管材大多是黃銅,現(xiàn)很多新建電廠使用高耐蝕的含鋁不銹鋼材質(zhì)(TP317、TP317不銹鋼),管壁厚度通常只有1毫米。在凝汽器中,汽輪機(jī)排氣及凝結(jié)水在管外,冷卻水在管內(nèi)流動(dòng),由于冷卻水一般不進(jìn)行凈化處理,加之蒸發(fā)濃縮,含鹽量高,雜質(zhì)多且飽含溶解氧,因此銅管極易發(fā)生腐蝕。凝汽器銅管的主要腐蝕類型凝汽器銅管腐蝕的防止凝汽器凝汽器銅管的主要腐蝕類型脫鋅腐蝕
脫鋅腐蝕為選擇性腐蝕。黃銅為銅鋅合金,在腐蝕過程中,黃銅中的鋅被選擇性地溶解,脫鋅后剝下的銅很疏松,機(jī)械性能很差,可被水沖開造成泄漏或突然斷裂等事故。黃銅脫鋅的特征是脫鋅部位金屬的顏色由原來的黃色變?yōu)榧t色。
黃銅脫鋅可分為層狀脫鋅和栓狀脫鋅兩類,黃銅的脫鋅腐蝕見圖4-12。影響黃銅脫鋅腐蝕的因素主要有合金成分、介質(zhì)流速和溫度。圖4-12
黃銅的脫鋅腐蝕黃銅脫鋅腐蝕照片黃銅柱狀脫鋅應(yīng)力腐蝕
銅管在應(yīng)力的作用下也會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂和腐蝕疲勞,有以下兩種情況:
(1)在交變應(yīng)力作用下發(fā)生腐蝕疲勞;
(2)在拉伸應(yīng)力作用下發(fā)生腐蝕破裂。沖擊腐蝕
銅管受到含有氣泡水流的劇烈沖擊時(shí),局部保護(hù)膜遭受破壞而使這些部位產(chǎn)生的腐蝕稱沖擊腐蝕。
這種腐蝕呈潰瘍狀,常是一個(gè)個(gè)馬蹄形的腐蝕坑。是機(jī)械沖擊和電化學(xué)作用的共同結(jié)果。點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕是一種高度局部的腐蝕形式,它的腐蝕部位的尺寸很小,腐蝕坑直徑往往小于1mm,但它從表面向縱深方向發(fā)展的腐蝕速度很快,可以在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)就使凝汽器管壁穿孔破壞。
有許多因素都會(huì)誘發(fā)凝汽器銅管的點(diǎn)蝕,如管內(nèi)有污泥沉積或多孔沉積物附著于管壁上;表面膜不完整有缺陷、裂紋或受Cl-侵蝕破壞等等。點(diǎn)蝕大多發(fā)生在凝汽器水平管的底部。除上述幾種腐蝕形式外,凝汽器銅管的腐蝕形式還有氨蝕、微生物腐蝕、電偶腐蝕等。奧氏體不銹鋼在海水環(huán)境中易發(fā)生此腐蝕。凝汽器銅管腐蝕的防止防止凝汽器銅管的腐蝕,應(yīng)采取以下措施:
(1)選擇合適的管材國(guó)產(chǎn)凝汽器黃銅管管材牌號(hào)及組成見表4-1。幾種管材的允許水質(zhì)和流速見表4-2。
(2)銅管表面膜的保護(hù)銅管表面的硫酸亞鐵造膜和膠球清洗是維護(hù)表面膜良好,保持表面清潔,防止腐蝕的有效辦法。凝汽器兩側(cè)各設(shè)1套膠球清洗裝置,在機(jī)組運(yùn)行過程中定期投入使用
(3)水的穩(wěn)定處理
在冷卻水中加入緩蝕阻垢劑,進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理,是防止管內(nèi)結(jié)垢和腐蝕的重要措施。見下頁(yè)圖。未加緩蝕劑加緩蝕劑未加緩蝕劑加緩蝕劑緩蝕劑分子被吸附在金屬表面
(4)殺菌滅藻處理在冷卻水中加入氯進(jìn)行殺菌滅藻處理,防止微生物和藻類在管壁內(nèi)生長(zhǎng)。
(5)化學(xué)監(jiān)督進(jìn)行必要的化學(xué)監(jiān)督和保持正常的運(yùn)行工況。見下頁(yè)圖?;瘜W(xué)清洗中的監(jiān)測(cè)及其控制臺(tái)表4-1
國(guó)產(chǎn)凝汽器黃銅管管材牌號(hào)及組成名稱牌號(hào)主要組成(%)CuAlSnNiAsZn加砷黃銅H68A6.70~70.0~~~0.03~0.06余量加砷錫黃銅HSn70-1A6.90~71.0~0.8~1.3~0.03~0.06余量加砷鋁黃銅HAl77-2A76.0~79.01.8~2.3~~0.03~0.06余量白銅B3067.0~71.0~~29~33~~表4-2
幾種管材的允許水質(zhì)和流速管材允許最高流速(m/s)其它條件溶解固形物(mg/L)[Cl-](mg/L)H68A<300短期<500<50短期<1002.0Hsn70-1A<1000短期<2500<150短期<4002.0~2.2采用FeSO4造膜時(shí)允許溶解固形物<1500mg/L,[Cl-]<200mg/LHAL77-2A1500~35000(海水)2.0B30海水3.0凝汽器不銹鋼管腐蝕的防止很多新建電廠采用不銹鋼管材作為凝汽器的管材,與銅管相比,不銹鋼管材的抗氧化性氧腐蝕和酸腐蝕的能力較強(qiáng),能有效提高循環(huán)水的濃縮倍率,節(jié)約用水,但是在特定環(huán)境中,仍會(huì)腐蝕。不銹鋼的腐蝕腐蝕發(fā)生處并不是隨機(jī)的,它們總是產(chǎn)生在小塊硫化錳周圍幾百納米的區(qū)域??茖W(xué)家的研究表明,在不銹鋼制造過程中,硫化錳在局部產(chǎn)生高濃度的聚集,導(dǎo)致在其周圍區(qū)域中鉻元素濃度的降低。低濃度的鉻區(qū)域最先產(chǎn)生腐蝕,然后腐蝕會(huì)逐步擴(kuò)大到整塊不銹鋼。在含有鹽的水中,這個(gè)過程會(huì)變得更加迅速。
不銹鋼耐腐蝕是由于在不銹鋼表面生成了一層極薄的、粘著性好的、半透明的氧化鉻薄膜。這層膜一旦遭到破壞,鋼中的鉻與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就能迅速地恢復(fù)這層薄膜,同時(shí),機(jī)械損傷也能很快再生成一層保護(hù)薄膜。但是,如果受到離子的化學(xué)侵蝕,比如氯離子,可能難于抵抗侵蝕,這就可能因氧氣毫無阻擋地進(jìn)入,而使腐蝕加劇。
在許許多多介質(zhì)環(huán)境中,奧氏體不銹鋼常發(fā)生點(diǎn)腐蝕,晶間腐蝕(SCC),應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞(CF)等(腐蝕情況及機(jī)理見相關(guān)部分),一般奧氏體不銹鋼在鹽、酸溶液中的耐腐蝕性較差,而且受溫度影響很大,若在鹽酸中有Fe3+和Cu2+的存在,不銹鋼的耐腐蝕性將嚴(yán)重惡化。
氯離子含量過高是造成奧氏體不銹鋼的腐蝕的主要原因,當(dāng)介質(zhì)中含有活性陰離子(常見的如氯離子)時(shí),平衡便受到破壞,溶解占優(yōu)勢(shì)。其原因是氯離子能優(yōu)先地有選擇地吸附在鈍化膜上,把氧原子排擠掉,然后和鈍化膜中的陽離子結(jié)合成可溶性氯化物,結(jié)果在新露出的基底金屬的特定點(diǎn)上生成小蝕坑(孔徑多在20~30μm),這些小蝕坑稱為孔蝕核,亦可理解為蝕孔生成的活性中心。氯離子的存在對(duì)金屬的鈍態(tài)起到直接的破壞作用。應(yīng)用腐蝕破裂腐蝕疲勞點(diǎn)蝕
是不銹鋼明顯腐蝕的通常形式。一般以針狀腐蝕開始,由于腐蝕的產(chǎn)生,受腐蝕部位變黑色或變成深褐色。大多數(shù)嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中,點(diǎn)蝕的數(shù)量和深度增加,使表面呈現(xiàn)受腐蝕的外觀。在弱腐蝕條件下,點(diǎn)蝕本身不可能從表面上明顯減少,但是在表面上可能出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)生一層薄膜,當(dāng)銹斑滲出就可能使周圍失去光澤。晶間腐蝕(機(jī)理見前)
是在氧氣不足的情況下產(chǎn)生的。如,既可以是由金屬清洗劑,也可以是非金屬清洗劑產(chǎn)生,由雨水或冷凝水形成的含水電解液也可導(dǎo)致縫隙腐蝕的產(chǎn)生。低合金鋼更容易出現(xiàn)這種腐蝕,特別在裂縫非常小、氧氣很難滲進(jìn)的地方常出現(xiàn)晶間腐蝕。設(shè)計(jì)中對(duì)盡可能減少縫隙腐蝕要給予特別的注意。在特別容易碰到水汽的地方,要努力避免縫隙的產(chǎn)生。如果縫隙不可能避免,就應(yīng)該考慮使用更耐腐蝕、更高合金含量的鋼種。第六節(jié)汽輪機(jī)的腐蝕與防護(hù)汽輪機(jī)腐蝕發(fā)生的原因腐蝕類型及防止方法汽輪機(jī)腐蝕發(fā)生的原因
汽輪機(jī)腐蝕的發(fā)生取決于汽輪機(jī)的材料、應(yīng)力和介質(zhì)。導(dǎo)致汽輪機(jī)腐蝕的主要因素是蒸汽中的雜質(zhì)在膨脹做功過程中逐步濃縮及在汽液
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