承壓設(shè)備的電化學(xué)腐蝕研究

劉德飛(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院， 225003)

承壓設(shè)備的電化學(xué)腐蝕研究

劉德飛(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院， 225003)

本文主要分析了承壓設(shè)備的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題，通過(guò)4晝夜不間斷的實(shí)驗(yàn)分析，測(cè)定了30個(gè)實(shí)驗(yàn)樣本的腐蝕成因、腐蝕速率，通過(guò)對(duì)比分析研究，提出承壓類(lèi)設(shè)備內(nèi)部腐蝕以及腐蝕速率成因的理論，在本文的最后給出相關(guān)的防范對(duì)策與方法。

承壓設(shè)備;電化學(xué)腐蝕;研究

腐蝕具體指是物質(zhì)同周?chē)沫h(huán)境互相作用，進(jìn)而導(dǎo)致其失去其原有性質(zhì)的變化，腐蝕速率一般指的為單位時(shí)間之內(nèi)的腐蝕程度具有的平均值，什么因素會(huì)影響到腐蝕速率，同時(shí)其又是如何的影響腐蝕速率？為此本文將結(jié)合實(shí)際檢測(cè)之中的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)質(zhì)量變化分析方法，經(jīng)過(guò)具體的試驗(yàn)來(lái)分析電化學(xué)腐蝕的實(shí)踐調(diào)控可能以及相關(guān)理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)論述

(1)實(shí)驗(yàn)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(jī)，耐水砂紙，鹽酸用來(lái)分析純，氫氧化鈉，超純水機(jī)，金相顯微鏡，RCC-Ⅲ旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)儀，以下簡(jiǎn)稱腐蝕試驗(yàn)儀，分析天平，干燥箱，鋼印金屬標(biāo)記機(jī)，電導(dǎo)率儀。

(2)實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備 首先將實(shí)驗(yàn)所需要的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕掛片用金相磨拋機(jī)打磨平整，鋼印金屬標(biāo)記相關(guān)的記號(hào)，通過(guò)分析天平分別承重之后放入到干燥箱內(nèi)部備用。其次在試驗(yàn)的第一個(gè)階段，利用超純水稀釋自來(lái)水，配置電導(dǎo)率分別為：1us/cm、5us/cm、25us/cm、125us/cm、625us/cm的水溶液，以備試驗(yàn)使用。再次為試驗(yàn)的第二個(gè)階段，通過(guò)鹽酸與氫氧化鈉配置pH數(shù)值分別為3、5、7、9、11的水溶液，以供后續(xù)試驗(yàn)所使用。最后為自制鼓泡裝置進(jìn)而來(lái)模擬有氧狀態(tài)下面的腐蝕速率，我們將腐蝕試驗(yàn)儀器的鼓泡口位置連接到醫(yī)用針管，針管的另一端開(kāi)始插入到含有橡膠皮賽的小燒杯內(nèi)部，我們通過(guò)小燒杯內(nèi)部的橡皮塞連接到另外5個(gè)針管分別放置于5個(gè)大燒杯內(nèi)部以備后續(xù)進(jìn)行利用。因?yàn)楦g試驗(yàn)儀器僅僅可以給同一狀態(tài)模式下面的水溶液鼓泡，所以不能同時(shí)滿足于此次試驗(yàn)的具體需求，為此我們通過(guò)這樣的改造就可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)于幾個(gè)燒杯內(nèi)部的不同水溶液通入空氣開(kāi)展相關(guān)的試驗(yàn)。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析 首先為實(shí)驗(yàn)的第一階段，我們將pH數(shù)值為7不同的電導(dǎo)率水溶液放入到燒杯內(nèi)部，同時(shí)在每一個(gè)燒杯內(nèi)部懸掛3個(gè)已經(jīng)稱重好的腐蝕掛片，腐蝕試驗(yàn)儀器設(shè)備的水溫穩(wěn)定在70攝氏度，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)施的具體數(shù)值為50r/min，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間為72小時(shí)。在試驗(yàn)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(nèi)部放置24小時(shí)，承重并記錄。其次為試驗(yàn)的第二階段，我們將電導(dǎo)率為100us/cm，不同pH數(shù)值的水溶液放入到大燒杯中，其余的條件下同第一個(gè)階段一致，最好相關(guān)的承重記錄。最后為實(shí)驗(yàn)完成之后選擇具有代表性的掛片做金相顯微鏡觀察。

2 結(jié)果表述

本文對(duì)于腐蝕速率的計(jì)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(yàn)前的試樣質(zhì)量，g；M1為試驗(yàn)后的試樣質(zhì)量，g；S為總面積,cm2；T為試驗(yàn)的時(shí)間，h；D材料的密度，kg/m3。

表1 第一階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 第一階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 分析及結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)于金相顯微鏡下面放大1000倍之后開(kāi)始觀察，掛片受到水流的沖擊比較大，流速更快側(cè)的腐蝕情況更為嚴(yán)重。說(shuō)明流速與流向?qū)τ诟g具有一定的影響。隨著電導(dǎo)率的提升，可以發(fā)現(xiàn)腐蝕速率增加，說(shuō)明水中導(dǎo)電離子越多，金屬的腐蝕越為快速。同時(shí)pH在9-11區(qū)間腐蝕速率比較慢，即堿性環(huán)境中，腐蝕現(xiàn)象比較弱。相對(duì)來(lái)說(shuō)電導(dǎo)率的影響是比較穩(wěn)定的，pH數(shù)值的影響比較復(fù)雜，在相同的pH溶液內(nèi)部的腐蝕速率也是存在一定的區(qū)別，說(shuō)明金屬的材質(zhì)以及溶液的成分等都有較大的關(guān)系。通過(guò)上面的分析我們可以看出，控制介質(zhì)的流速穩(wěn)定，盡量的避免出現(xiàn)任何負(fù)荷的的波動(dòng)，控制介質(zhì)的電導(dǎo)率以及pH數(shù)值，對(duì)于控制腐蝕的意義十分重大。

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