承壓設備的電化學腐蝕研究

劉德飛(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院揚州分院， 225003)

承壓設備的電化學腐蝕研究

劉德飛(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院揚州分院， 225003)

本文主要分析了承壓設備的電化學腐蝕問題，通過4晝夜不間斷的實驗分析，測定了30個實驗樣本的腐蝕成因、腐蝕速率，通過對比分析研究，提出承壓類設備內部腐蝕以及腐蝕速率成因的理論，在本文的最后給出相關的防范對策與方法。

承壓設備;電化學腐蝕;研究

腐蝕具體指是物質同周圍的環境互相作用，進而導致其失去其原有性質的變化，腐蝕速率一般指的為單位時間之內的腐蝕程度具有的平均值，什么因素會影響到腐蝕速率，同時其又是如何的影響腐蝕速率？為此本文將結合實際檢測之中的經驗，通過質量變化分析方法，經過具體的試驗來分析電化學腐蝕的實踐調控可能以及相關理論依據。

1 實驗論述

(1)實驗器材介紹 I型不銹鋼腐蝕的掛片，其表面積為0.28dm2，密度為7.98kg/m3。金屬磨拋機，耐水砂紙，鹽酸用來分析純，氫氧化鈉，超純水機，金相顯微鏡，RCC-Ⅲ旋轉掛片腐蝕試驗儀，以下簡稱腐蝕試驗儀，分析天平，干燥箱，鋼印金屬標記機，電導率儀。

(2)實驗前期準備 首先將實驗所需要的標準腐蝕掛片用金相磨拋機打磨平整，鋼印金屬標記相關的記號，通過分析天平分別承重之后放入到干燥箱內部備用。其次在試驗的第一個階段，利用超純水稀釋自來水，配置電導率分別為：1us/cm、5us/cm、25us/cm、125us/cm、625us/cm的水溶液，以備試驗使用。再次為試驗的第二個階段，通過鹽酸與氫氧化鈉配置pH數值分別為3、5、7、9、11的水溶液，以供后續試驗所使用。最后為自制鼓泡裝置進而來模擬有氧狀態下面的腐蝕速率，我們將腐蝕試驗儀器的鼓泡口位置連接到醫用針管，針管的另一端開始插入到含有橡膠皮賽的小燒杯內部，我們通過小燒杯內部的橡皮塞連接到另外5個針管分別放置于5個大燒杯內部以備后續進行利用。因為腐蝕試驗儀器僅僅可以給同一狀態模式下面的水溶液鼓泡，所以不能同時滿足于此次試驗的具體需求，為此我們通過這樣的改造就可以實現同時對于幾個燒杯內部的不同水溶液通入空氣開展相關的試驗。

(3)實驗過程分析 首先為實驗的第一階段，我們將pH數值為7不同的電導率水溶液放入到燒杯內部，同時在每一個燒杯內部懸掛3個已經稱重好的腐蝕掛片，腐蝕試驗儀器設備的水溫穩定在70攝氏度，旋轉速度設施的具體數值為50r/min，實驗進行的時間為72小時。在試驗之后利用耐水砂紙小心的打磨每一塊腐蝕掛片，在干燥箱內部放置24小時，承重并記錄。其次為試驗的第二階段，我們將電導率為100us/cm，不同pH數值的水溶液放入到大燒杯中，其余的條件下同第一個階段一致，最好相關的承重記錄。最后為實驗完成之后選擇具有代表性的掛片做金相顯微鏡觀察。

2 結果表述

本文對于腐蝕速率的計算公式為：

R=8.76×107(M-M1)/STD

式中：R為腐蝕速率，mm/a；M為試驗前的試樣質量，g；M1為試驗后的試樣質量，g；S為總面積,cm2；T為試驗的時間，h；D材料的密度，kg/m3。

表1 第一階段的實驗結果

表2 第一階段實驗結果

3 分析及結論

本文通過對于金相顯微鏡下面放大1000倍之后開始觀察，掛片受到水流的沖擊比較大，流速更快側的腐蝕情況更為嚴重。說明流速與流向對于腐蝕具有一定的影響。隨著電導率的提升，可以發現腐蝕速率增加，說明水中導電離子越多，金屬的腐蝕越為快速。同時pH在9-11區間腐蝕速率比較慢，即堿性環境中，腐蝕現象比較弱。相對來說電導率的影響是比較穩定的，pH數值的影響比較復雜，在相同的pH溶液內部的腐蝕速率也是存在一定的區別，說明金屬的材質以及溶液的成分等都有較大的關系。通過上面的分析我們可以看出，控制介質的流速穩定，盡量的避免出現任何負荷的的波動，控制介質的電導率以及pH數值，對于控制腐蝕的意義十分重大。

[1]趙慧萍,趙文娟,張曉芳.金屬電化學腐蝕與防腐淺析[J].化學工程與裝備,2013，(10):135-136.

[2]易丹青,陳麗勇,劉會群,王斌,聶燦. 硬質合金電化學腐蝕行為的研究進展[J].硬質合金,2012,29(04):238-253.

[3]張芹,朱元榮,黃志勇. 化學/電化學腐蝕法快速制備超疏水金屬鋁[J]. 高等學校化學學報,2009,30(11):2210-2214.