【正文】 （ 3）陰極保護(hù)。（ 2）除此以外，當(dāng) NaCl熔鹽中含有 Na2SO4 等雜質(zhì)時(shí)，會(huì)加速熔鹽的腐蝕，這是因?yàn)??24SO 離子的去極化作用引起的： ??? ??? 2224 88 OSeSO 防腐蝕措施：（ 1）脫 O2，減小陰極反應(yīng)的速度。 3 熔鹽腐蝕 金屬與熔鹽接觸而發(fā)生的腐蝕稱為熔鹽腐蝕，如熱處理鹽爐中，電極（低 C鋼）和熱電保套管發(fā)生的腐蝕便是熔鹽腐蝕，核電站也是以熔鹽（ NaCl）作為傳熱介質(zhì)，與熔鹽接觸的零件也存在腐蝕。 c) 氫腐蝕 在堿腐蝕的反應(yīng)中，（ 1）和（ 2）中均有 H2 產(chǎn)生，氫向鋼內(nèi)部擴(kuò)散，并和鋼種 Fe3C 體作用生成 CH4： 43 34 CHFeHFe ??? CH4 形成內(nèi)應(yīng)力造成晶后開(kāi)裂 。 b) 堿脆 多發(fā)生在鍋爐的鉚接及管子的脹接處，因?yàn)樵谶@些地方有鉚接或脹接的內(nèi)應(yīng)力，有鍋爐蒸汽壓力造成的外部應(yīng)力，有溫度變化引起的熱應(yīng)力，這樣的拉應(yīng)力和高濃度堿的雙重作用下，金屬加速腐蝕斷裂，最初階段是堿腐蝕，繼而在應(yīng)力作用下延晶界發(fā)展，反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)氫和具有較大體積的氧化物產(chǎn)生很大的附加內(nèi)應(yīng)力，使斷裂進(jìn)一步發(fā)展。 以下為原 稿 1． 堿腐蝕： 高溫水的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，堿脆。 金屬的不同材質(zhì)對(duì)氫腐蝕的敏感性是不同的，低碳鋼對(duì)此就很不敏感。3Fe+CH4，此時(shí)可 觀察到鋼中有脫碳組織存在，并有因甲烷引起的內(nèi)應(yīng)力所造成的晶間裂紋。Fe304+4H。 (3)氫腐蝕 在高溫高壓水中有時(shí)也會(huì)發(fā)生氫腐蝕。在水處理方面應(yīng)設(shè)法降低水的堿度。 為防止堿脆，首先應(yīng)注意改 進(jìn)鍋爐制造工藝，即廢止鉚接，不用脹管法安裝爐管，盡可能使用全焊接工藝組裝；其次是采取適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以消除在焊接、裝配加工時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。在不嚴(yán)密的鉚接或脹接處，具有一定侵蝕性的爐水又經(jīng)過(guò)高度濃縮，于是在拉應(yīng)力和高濃度堿液的雙重作用下，金屬迅速腐蝕斷裂。堿脆正是上述因素綜合作用的結(jié)果。國(guó)內(nèi)外在本世紀(jì) 50 年代時(shí)曾由此發(fā)生過(guò)不少惡性爆裂事故。 (2)堿脆 高溫高壓水介質(zhì)中的堿脆，實(shí)質(zhì)上是應(yīng)力腐蝕斷裂中的一種特殊形式，它是在有游離堿存在時(shí)所發(fā)生的應(yīng)力腐蝕斷裂。所以酸洗時(shí)所產(chǎn)生的微小的晶界腐蝕、 MnS 等非金屬夾雜物以及腐蝕產(chǎn)物等因素也能成為斷裂的原因。 間隙的存在與局部過(guò)熱可使水中氯化物濃縮，所以間隙與局部過(guò)熱也成為促進(jìn)斷裂的重要因素。應(yīng)力的下降使發(fā)生斷裂所需要的時(shí)間延長(zhǎng)。 隨溫度的提高，應(yīng)力腐蝕斷裂傾向激烈增加，并 且使發(fā)生斷裂的 C1— 臨界濃度值下降。在 260～ 270℃下，該臨界 pH 為 8— 10，并隨 C1和溶解氧濃度而變化。如果氧含量在 104％以上，必須使 Cl— 濃度降低到 105％以下才是安全的。產(chǎn)生斷裂的 溶解氧量的臨界濃度與 Cl— 濃度的關(guān)系如圖 7— 34 所示。 當(dāng)溶解氧與 Cl— 同時(shí)存在時(shí)，開(kāi)裂更易發(fā)生。如果考慮到由于加熱蒸發(fā)能使 Cl— 局部濃縮，那么即使規(guī)定水中 Cl— 濃度在 10— 5％以下也不一定是十分安全的。在水冷卻型原子能反應(yīng)堆裝置中，開(kāi)裂大部分是由于 C1— 所造成。此外， pH、溫度、應(yīng)力的大小以及間隙、氣水比等因素也有相當(dāng)大的影響。低合金鋼在高溫水中發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的情況還未曾見(jiàn)到。 (1)應(yīng)力腐蝕 在高溫水中應(yīng)力腐蝕主要發(fā)生在奧氏體不銹鋼中。經(jīng)驗(yàn)表明，超負(fù)荷運(yùn)行是許多事故的起因。此外，對(duì)鍋爐等設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行化學(xué)清洗，以去除垢層及腐蝕產(chǎn)物。 進(jìn)行排污清洗，保證金屬表面潔凈。金屬表面沉積物和腐蝕產(chǎn)物層是堿腐蝕的重要誘發(fā)因素。 防止堿腐蝕的措施 ： 可以采取以下措施來(lái)防止堿腐蝕。一般情況下，含有少量 NaOH 的鍋爐水對(duì)于鋼鐵的腐蝕性是很小的，但是在某些局部地區(qū) (例如在鍋爐的縫隙處，腐蝕產(chǎn)物或沉積物層的下面，及表面沸騰等局部過(guò)熱處 )，由于反復(fù)的蒸發(fā)和凝聚作用， N。根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，可采取中柑法及離子交換樹(shù)脂處理等方法。 在蒸氣動(dòng)力設(shè)備中，二氧化碳的主要來(lái)源為碳酸鹽的熱分解。鐵與碳酸的反應(yīng)為 22332 )(2 HH C OFeCOHFe ??? 如果水中含氧，腐蝕產(chǎn)物為 Fe2O3。在常溫純水中的游離 C O2 含量一般為1μ g／ g，對(duì)應(yīng)的 pH 為 5． 5，這時(shí)鐵的腐蝕速度開(kāi)始劇增。局部過(guò)熱還會(huì)使水中的鹽、堿濃縮，引起堿腐蝕。溫度的升高與爐管的熱負(fù)荷及附著層厚度有關(guān)。這些情況多發(fā)生于管壁的火焰加熱側(cè)。當(dāng)氣泡離去時(shí)，因溶液流入又會(huì)使該處溫度下降，氣泡的急劇生成與破壞，使金屬表面處于溫度的急劇交變狀態(tài) (溫差約 10～ 15℃ )， 金屬表面的氧化膜層由此受到破壞，腐蝕加速。因此，要求有嚴(yán)格的水質(zhì)管理相配合，還應(yīng)注意氨所造成的冷凝器腐蝕。聯(lián)氨 除了有控制 pH 的作用外，還可以脫氧。采用磷酸鹽處理法可減少這一類問(wèn)題， 265： 不過(guò)磷酸鈉鹽在高溫下因溶解度降低而析出，使高溫水的 pH 難于保持穩(wěn)定。 表 7— 13 中列出幾種控制鍋爐水 pH 的常用水處理方法?；瘜W(xué)除氧法包括亞硫酸鈉除氧、聯(lián)氨除氧、鋼屑或丹寧除氧等方法。 除氧的方法有多種，熱力除氧是主要的手段。有溶氧存在時(shí)還常會(huì)形成點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕。其中 M 是 Cr、 Fe 或 Ni這樣一些金屬的原子。在鍋爐水的溫度下，鎳上的氧化膜是深灰色的、稍呈粉末狀。內(nèi)層是無(wú)定形 A1203 與混亂取向的 AlOOH， 264：外層是取向一致的 AlOOH。通常 CuO 在 Cu2O 的表 面上形成，具有灰黑色粉末狀的外觀。 當(dāng)鍋爐水含有溶解氧時(shí)，形成α Fe203， α Fe203 是一種赤紅色氧化物，它不像 Fe3O4 那樣具有保護(hù)性，如有α Fe203 出現(xiàn)，則表示鍋爐水中有溶解氧存在。 18— 8 型不銹鋼在高溫水中的表面氧化物與 Fe304 相類似，其差別僅在于 Cr、 Ni替代了 Fe3O4 中的一部分 Fe，替代的比例和 Cr、 Ni在不銹鋼中的含量一致。隨著鋼中鉻含量的提高，耐蝕性顯著改善。內(nèi)層很致密，對(duì)金屬的附著性好；外層多孔，由黑色的、帶有光澤的結(jié)晶顆粒組成。 1. 腐蝕反應(yīng)及產(chǎn)物 從上述的 FeH2O 系熱力學(xué)狀態(tài)圖知道， 通常情況下，鐵在純的高溫水中最終的腐蝕 產(chǎn)物是 Fe3O4，相應(yīng)的腐蝕反應(yīng)為 2432 443 HOFeOHFe ??? Fe3O4 在鋼鐵表面上一般形成良好的保護(hù)膜。很多在低溫工業(yè)水中耐蝕的材料，在高溫高壓水中會(huì)迅速腐蝕破壞。顯然，對(duì)于這些在高溫高壓條件下運(yùn)行的裝置來(lái)說(shuō)，腐蝕是重大的威脅，裝置的腐蝕破壞將造成嚴(yán)重后果。在現(xiàn)代工業(yè)中，有不少裝置以高溫高壓水作為工作介質(zhì)，例如高壓鍋爐、水冷卻型原子能反應(yīng)堆等，它們使用純度較高的水作為原水，水在約 300℃的高溫下蒸發(fā)，所產(chǎn)生的水蒸氣被過(guò)熱至 600℃以上。 （ 1）均勻腐蝕 （ 2）脫鋅腐蝕 （ 3）點(diǎn)蝕和晶間腐蝕 （ 4）應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲 勞 （ 5）氨腐蝕：在鍋爐給水中常加入 NH3 或緩蝕劑聯(lián)氨 N2H4，來(lái)控制 pH值以及防氧防 止水汽腐蝕，但是在銅冷凝管內(nèi)由于 NH3 聚集，其濃度很高，因此銅可能會(huì)發(fā)生氨腐蝕： ? ? ?? ????? OHNHCuOHOnN HCun 221 23223 二、高溫高壓水的腐蝕： [19]262: 通常把溫度超過(guò) 100℃的水稱為高溫水。 (5)陰極保護(hù)。 (3)在冷卻水中加緩蝕劑。 4. 防止冷卻水腐蝕的措施 (1)嚴(yán)格選擇冷卻水的水源，并進(jìn)行水質(zhì)處理，使其對(duì)金屬的腐蝕控制到最低水平。 （四）這種腐蝕對(duì)于濱海電廠的鋁黃銅凝汽器或奧氏體不銹鋼均會(huì)發(fā)生。 (三 )孔蝕 孔蝕是冷卻水系統(tǒng)中破壞性和隱患最大的腐蝕形態(tài)之一。如在酸洗時(shí)沒(méi)加緩蝕劑或緩蝕劑的類型及用量不合適時(shí)。通常發(fā)生的腐蝕類型如下。 以上只是引起冷卻水系統(tǒng)中材料腐蝕的幾個(gè)主要影響因素，實(shí)際情況又常常不是單一因素的作用，所以考慮問(wèn)題時(shí)要從多方面影響因素著手。這些微生物除堵塞水道，降低熱交換效率外，由于細(xì)菌服飾也可能引起管道穿孔。在水冷卻系統(tǒng)中常見(jiàn)的嗜氧菌有硫氧化菌、鐵細(xì)菌、真菌、硝化細(xì)菌等。在這些物質(zhì)的沉積部位可以形成差異充氣電池而加速腐蝕。氯氣一般是為了抑制微生物而加入冷卻水系統(tǒng)的，但由于能生成次氯酸和鹽酸，使 pH 下降，促使腐蝕增加，并能阻滯某些緩蝕劑形成保護(hù)膜。 (3)水中溶解氣體：水中溶氧起陰極去極化作用，促進(jìn)腐蝕；二氧化碳溶于水中生成碳酸而促進(jìn)腐蝕，由污染水引入的氨對(duì)銅為基體的材料將引起選擇性腐蝕。 (2)水中的鹽類：氯化物的存在能破壞金屬氧化膜，促進(jìn)腐蝕。對(duì)于兩性的金屬氧化物，在 pH 為中等時(shí)有利于保護(hù)，過(guò)低和過(guò)高的 pH會(huì)加速腐蝕。 冷卻水的腐蝕性與水中含有的腐蝕性因素有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，直接氧化形成的保護(hù)膜具有較好的保護(hù)性，而腐蝕形成的二次產(chǎn)物則沒(méi)有足夠的保護(hù)性。假如該薄層是多孔性的，金屬離子能穿過(guò)它到達(dá)溶液的界面，則繼續(xù)發(fā)生腐蝕，如果生成致密的附著薄層，它能阻止離子擴(kuò)散，抑制金屬溶解。工業(yè)水由于水源和水處理方法不同，其成分差異很大，如其含鹽量可以從幾個(gè) ug/L 到數(shù)萬(wàn)個(gè)mg/L。 167。 (四 )氧化性鹽 氧化性鹽溶