不锈钢的腐蚀研究 联系客服

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的饱和指数以L.S.I.表示,为系统补充水实测PH值与碳酸钙饱和时PHs之差值,即:L.S.I.= PH-PHs; PHs=(9.70+A+B)-(C+D) 式中 A-总溶解固体系数; B-温度系数; C-钙硬度系数; D-M-碱度系数。 则: L.S.I. > 0 L.S.I. < 0 L.S.I. = 0 2)Ryznar稳定指数(R.S.I.)

由于碳酸钙饱和PHs是根据平衡理论推导出来的,对实际作用中各种复杂因素考虑不全面,没有考虑结晶、电化学过程和水中胶体影响,而且把碳酸钙既作延缓腐蚀又促使结垢来考虑,所以水质腐蚀和结垢问题应该将饱和指数L.S.I.与稳定指数R.S.I.配合应用,用来分析循环冷却水补水系统和在不同浓缩倍率下的水质结构或腐蚀倾向。

即:R.S.I.=2PHs –PH; PHs=(9.70+A+B)-(C+D) 式中 A-总溶解固体系数; B-温度系数; C-钙硬度系数; D-M-碱度系数。 则: R.S.I. > 8.7 R.S.I. = 8.7~6.9 R.S.I. = 6.9~6.4 R.S.I.=6.4~3.7 R.S.I.<3.7 3)Puckorius结垢指数(P.S.I.)

帕科拉兹认为水的总碱度比水的实际测定PH能更正确地反映冷却水的腐蚀与结垢倾向。经过对几百个冷却水系统作了研究之后,他认为将稳定系数中水的实际测定PH改为平衡PH(PHeq)将更切合实际生产,而平衡PH与总碱度可按照下列关系式算出:

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结垢 腐蚀 不腐蚀不结垢 严重腐蚀 中等腐蚀 稳定 结垢 严重结垢 P.S.I. =2PHs –PH; PHeq =1.465 lgM+4.54 PHs=(9.70+A+B)-(C+D) 式中 A-总溶解固体系数; B-温度系数; C-钙硬度系数; D-M-碱度系数;

M—系统中水的总碱度(以CaCO3计),mg/L。 则: P.S.I. > 6 P.S.I. < 6 P.S.I. = 6 腐蚀 结垢 不腐蚀不结垢 根据稳定指数判断水质情况较为直观,在运行现场运用稳定指数来判断水质的情况,使运行控制在较好的运行状态,较为科学。但稳定指数与总溶解固含量、温度和pH等有关,同时现场采取用硫酸来控制pH值,计算起来也较为复杂。所以在实验设计时,采取用极限碳酸盐来控制浓缩倍率,使运行控制在较好的运行状态。 (2) 金属腐蚀原理

4、腐蚀的影响因素: 4.1 pH值:

pH值在4~9范围内,钢的腐蚀

率与水的pH值无关。因为这时在钢的表

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面覆盖一层氢氧化物保护膜,氧要通过膜才能去极化作用。pH<4时,膜被溶解,发生放氢反应,腐蚀加剧;当pH值>9时,有利于氢氧化物膜生成,随着pH值的增加,腐蚀速度降低。当碱度很高,pH值>13时,钝化膜重新破坏,铁生成可溶性的NaFeO2,腐蚀速度上升。

海水的pH值在7.5~8.6之间,表层海水因植物光合作用,pH值略高,通常为8.1~8.3。pH值的变化幅度不大,不会对钢的腐蚀行为产生明显的影响。 4.2 溶解氧:

一般情况下,不锈钢在水中的腐蚀都属于氧去极化腐蚀,所以水中溶解氧的含量是影响水腐蚀性的重要因素。如果完全除去水中的氧,金属在水中是不会腐蚀的。实验表明,钢在水中的腐蚀速度与水中的氧含量成正比关系。

28摄氏度的水溶解氧饱和度为 8ppm,一般海水中的氧浓度约为5mL/L

4.3 水中溶解成分的影响: 水中含盐量增加,电导率增加,局部腐蚀电流也增加,腐蚀速度增大。另一方面,随溶盐量

的增加,水中氧的溶解度降低,又使腐蚀度减小。因此,钢的腐蚀速度将随含盐量增加先增后减。大多数盐类约在0.5mol/l的浓度时腐蚀性最大。

海水不仅含盐量高,而且所含盐几乎全部处于电离状态。这就使海水成为一种导电性很强的电解质溶液。海水的平均电导率为4×10-2S/cm比河水的电导率(2×10-4S/cm)高出两个数量级。电导率随氯度(盐度)增加而增加。由于一般海水盐度变化不大,所以海水电导率主要受温度影响。下表列出

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海水含氯量为19‰(对应盐度35‰)时,不同温度下海水的电导率。

4.4 水温

水温升高,水电导电率增加,电极反应速度加快,同时随温度升高,水的对流和扩散加强,加速了氧向金属表面的扩散,从而加速了阳极过程和阴极过程,加速了金属的腐蚀。在腐蚀速度受氧扩散控制的情况下,在一定温度范围内,水温每升高10摄氏度,钢的腐蚀速度大约提高30%。另一方面,随温度升高,水中含氧量减少,又会使腐蚀速度下降。这样在某一温度下将存在一个腐蚀速度较大值。随温度上升,铁的腐蚀速度增

加,80摄氏度时腐蚀速度最大,超过80摄氏度,由于水中含

氧量减少而使腐蚀速度减慢。而在密闭系统中,随温度上升,由于溶解氧不能放出,水中氧过饱和,腐蚀速度将继续增加。水温升高将使钝性金属的钝化困难,局部腐蚀倾向增加,可能发生点蚀和应力腐蚀破坏。

江河湖沼等自然水的温度在0—30摄氏度之间变化。随温度升高,钢的腐蚀加速。因此,钢的腐蚀速度将随纬度和季节而变化。

4.5流速的影响

流速和其他因素相联系对钢在水中腐蚀速度的影响是很复杂的。开始,随流速

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