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循环冷却水系统金属腐蚀原理及腐蚀速度表示法

发布时间: 2022-08-12 18:18:52

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循环冷却水系统的腐蚀是指系统中的金属材料在周围液体和气体的作用下,由于化学反应、电化学反应或物理作用而使金属受到破坏或性能恶化的现象。在循环冷却水系统中,常用的金属材料有碳钢、不锈钢、铜合金、铝、钛和钛合金等,这些金属材料在冷却水中是不稳定的,最终通过腐蚀达到各自的稳定状态。其中使用最为普遍的金属材料为钢材,主要为碳钢。

由于碳钢的金属表面是不均匀的,当与冷却水接触时,会形成许多微小的微电池(腐蚀电池)。其中活泼的部位称为阳极,腐蚀学上称为阳极区;不活泼的部位称为阴极,腐蚀学上称为阴极区。腐蚀过程是一个电化学过程,在电化学腐蚀过程中有电子转移,因而有腐蚀电流产生。

在有溶解氧存在的中性水溶液中,金属腐蚀是一个氧化还原过程。在这个过程中,金属发生氧化反应,氧被还原。由于金属的氧化反应在阳极区域发生,而氧的还原反应在阴极区域发生,因此,金属腐蚀是一个电化学反应。

金属腐蚀速度表示方法及控制指标

腐蚀速度又称为腐蚀率,有多种表示方法和单位。

1、质量表示法

用单位时间单位面积上腐蚀前后试样质量的变化来表示腐蚀速度,也称失重法。

                       图片

式中V:腐蚀速率

  Δm:腐蚀前后式样的质量差,当腐蚀后试样质量减小时,称为失重,当腐蚀后式样的质量增加称为超重

    S:式样表面积

常用的腐蚀速度的单位是mg/(dm².d),简写为mdd,有时也用g/(m².h)表示。

2、深度法

用单位时间内的腐蚀深度来表示腐蚀速度。在工程上,腐蚀深度直接影响部件的寿命,更具有实际意义,更适合衡量不同密度的金属的腐蚀程度。

将金属失重腐蚀速度换算为腐蚀深度的公式为:

图片

式中  V深 :以腐蚀深度表示的腐蚀速度,mm/a

      V重 :腐蚀速率,g/(m².h)

       ρ :金属的密度,g/cm²

     8.76 :单位换算系数

《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-2017)中规定:碳钢换热器管壁的腐蚀速度宜小于0.075mm/a;铜、铜合金和不锈钢换热器管壁的腐蚀速度宜小于0.005mm/a。

       来源:山东大禹