电化学腐蚀精选(九篇)

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第1篇：电化学腐蚀范文

【关键词】电化学腐蚀；电化学分析；防腐蚀

1.电化学腐蚀简述

电化学腐蚀，相对于化学腐蚀现象的区别是：电化学腐蚀过程是金属与带电物质之间发生的化学反应，使得金属在电离子的反应破坏下，金属表面遭到严重的损害，甚至使金属的属性发生不同程度改变的化学腐蚀过程。在电化学反应过程中有电流的产生，电流的产生主要原因是金属与带电介质发生的反应，带电介质是整个电化学腐蚀过程中极其重要的催化剂，没有带电介质的参与，即不会发生电化学腐蚀现象。当电化学腐蚀发生时电流在金属的表面存在，电流分为阴极和阳极，和电流的正负极类似。其中，与带电介质发生反应的金属如果在反应发生过程中本身所拥有的某种金属原子丧失，原子在反应之后以离子的形式脱离金属物质而存在，那么这样的电化学腐蚀反应过程也可以称为阳极反应。而类似地，当电化学腐蚀反应发生过程中，带电介质在于金属原子的交互作用过程中，带电介质中以电子形式存在的物质与金属原子发生反应，结果导致带电的介质中电子形式的丧失，而变为原子等金属原子等类型的物质存在的化学腐蚀反应，又叫阴极反应。阴极反应实质上就是电子形式变为原子形式的通过电化学腐蚀过程以非电子形式存在的反应。阴极反应和阳极反应是相互独立而又同时进行的，又叫做共轭反应。

电化学腐蚀的表现有原电池反应。即：不纯的金属与电解质溶液融合，发生原电池反应，电解质溶液可以使活泼的金属失去电子而被氧化，金属被氧化的腐蚀是电化学腐蚀的一个常见现象。其中发生电化学腐蚀的电解质溶液的主要功能就是造成金属的氧化效应，使得金属在电解质溶液中获得氧，而被腐蚀，发生质变。电化学腐蚀的这种金属被氧化的腐蚀例子有很多，例如：铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀现象。这其中的腐蚀现象包含几个要素，一是被腐蚀的金属是铁；二金属发生腐蚀的条件是空气的潮湿性。在化学学科中的元素周期表和其他元素的稳定性的比较中，很容易发现：铁是稳定性质比较好的金属物质，一般属于不活泼的金属物质，在一般情况下，铁不易和其他介质发生反应，在地壳中常以固体的形态存在。

由于铁的稳定性能极高，铁在干燥的空气里长时间不容易被腐蚀或者和其他物质发生化学反应，然而，铁在潮湿的空气中发生腐蚀反应的情况是极容易的。这是因为在潮湿的空气中，铁的表面在于空气接触时被空气中的潮湿水汽所覆盖，形成水膜，水汽中含有氢离子、氧离子和氢氧根离子，这样的氢氧根离子形成了电解质溶液，电解质溶液很容易将铁金属中的铁原子被氢氧根离子所氧化，经过化学反应变为氧化铁或者四氧化三铁等具备氧的铁的化合物，在电解质的反应过程中产生电流和电子形式的成分，从而形成了一个原电池。

2.电分析化学简述

电分析化学是运用电学和电化学的原理进行化学方面测量的一门科学，电化学分析主要涉及两个学科，即电化学和分析化学。电化学分析科学和物理学、材料学及生物学的关系十分密切。在电化学分析的主要领域内化学学科与物理学科、化学材料的关系是很明显的，一直以来化学反应和物理反应是相辅相成的关系，化学现象和物理现象是相伴随着存在的，即化学现象的发生一定存在某种物理现象的存在，例如铁与潮湿的空气发生铁的氧化腐蚀反应，铁被氧化的过程是一种化学反应现象，其中空气潮湿中的水汽上升并且覆盖在铁金属表面的过程又属于物理现象中的汽化和液化过程。

电分析化学依靠其较为完备的理论体系，发挥越来越重要的作用。

2.1电分析化学方法是具备快速、灵敏、准确的微量的特点

其快速性和灵敏度使其具备的优势地位十分有利，电分析的全过程是依靠电力设备和仪器进行的分析过程，电的使用大大减少了分析的时间，提高了分析的效率，并且增加了分析结果的准确性。电分析仪器简单，价格低廉，尤其应用于分析有机生物和环境过程中表现的优势和潜力十分显著。此外，电分析化学方法可以实现无限制、无条件的使用，即使在苛刻的条件，例如流动的河流、危险的熔岩或核反应堆等恶劣环境中也可以发挥其独特的作用。

2.2电分析化学的还涉及到电极过程动力学和电极反应机理的研究

电极过程是电极表面进行的化学和表面扩散现象。电极过程动力学有利于冶金、有机物合成、化学传感器以及金属材料的腐蚀防护。电分析化学关于电极反应的原理的研究有助于考察原电池形成的具体规律和运用原电池的各种化学腐蚀现象的解释说明。

2.3物质在电极上的氧化还原反应对许多学科都具有借鉴意义，尤其表现在生物化学和药物学方面

例如，药物在人体内的代谢过程就是一个生物氧化还原过程，与药物在电极上的氧化还原反应具有某些相似性。从电极反应的机理，可以了解这些药物的生物氧化还原过程。研究拒抗作用和人体中常见物质的影响等，为药物的具体临床使用和药效的有效发挥等医学领域方向的研究提供必要的理论基础。

【参考文献】

[1]曹楚南.腐蚀电化学原理，化学工业出版社，2008.

第2篇：电化学腐蚀范文

关键词：电化学腐蚀 化学腐蚀 接触腐蚀 双金属电偶腐蚀 防腐蚀

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。金属腐蚀是指金属与其所处环境间发生物理化学作用，导致金属性能的改变，并常使金属功能、环境或制作产品的工艺系统遭到破坏。

金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，在腐蚀过程中伴有电流产生的腐蚀，叫电化学腐蚀。两种不同的金属接触时发生的电化学腐蚀，这种腐蚀即为接触腐蚀，又称电偶腐蚀。《金属腐蚀及防护术语和定义》GB10123-88第4.6条双金属腐蚀bimetallic corrosion定义为：“由于不同的金属或其它电子导体作为电极而形成的电偶腐蚀”。

一、电化学腐蚀的形成原理：

电化学腐蚀是由于金属及其合金在周围介质的电化作用下而引起的腐蚀，实质上是金属表面形成许多微小的短路原电池的结果。

金属中或多或少会含有某些杂质，不同的金属有不同的电位，同一种金属内的不同组成物也有不同的电位。当金属与某一种导电的溶液接触时，就会出现电位差，使溶液中出现电子流；在这种作用下，比较活泼或不太耐腐蚀的金属的腐蚀程度一般会加剧，电阻较大的金属的腐蚀程度会相应减弱；电阻不大的金属成为阳极，电阻较大的金属成为阴极；通常情况下阴极部分腐蚀非常少，而电位低的阳极的金属首先被腐蚀。

二、幕墙工程中常见金属材料的活泼性能：

幕墙工程中大多数金属材料是合金，下表1为幕墙工程中常用的金属及合金材料实际电位序：

表1在饱和空气、中性海水中一些金属和合金的实际电位序

在实际应用中，如果金属和合金的电位序很接近，造成腐蚀的危害程度不大，表1序列中离得越远，产生的电位越大，极化腐蚀的风险就越大，举例来说，不锈钢与铜接触时，比与铝或镀锌钢接触时的危险要小。

电化学腐蚀一般可分为大气腐蚀、在电解质溶液中的腐蚀和土壤腐蚀三种情况。大气腐蚀为幕墙工程金属结构腐蚀的主要腐蚀形式。对钢结构来说，腐蚀的速度主要与空气的相对湿度有关。实验和经验证明，常温下，钢材的腐蚀临界湿度为60％～70％。也就是说，当大气的相对湿度小于60％时，钢的大气腐蚀是很轻微的，但当大气相对湿度超过60％时，钢的腐蚀速度会明显增加。同时，钢材的腐蚀速度还与大气中所含的污染物成分和数量有关。

三、幕墙工程中电化学腐蚀的外在影响：

1、环境影响：环境的性质和侵蚀性很大程度决定了电化腐蚀的等级，一般情况下，电化腐蚀率将随着环境侵蚀性的提高而大幅度提高。

2、距离作用：由于电流的作用，通常在最靠近接头的地方被加速腐蚀，侵蚀性随着离该点的距离增大而降低。受电化腐蚀影响的距离视溶液的导电性而定，电化腐蚀最有可能在两种不同金属或合金的接头附近发生，比如说，焊接接头通常比一种凸缘连接更有可能发生腐蚀。

3、面积作用：电化腐蚀另一个重要的因素是面积作用或阴阳极面积之比。一个大面积的阴极和一个小面积的阳极构成一种不合适的面积比率，在阳极区的电流密度越大，腐蚀速率越大。这种面积作用可通过下面的试验得到证明，在一侧，钢板用铜铆钉铆接，在另一侧，铜板用不锈钢铆钉铆接，将它们都浸没在海水中，一段时间过后，钢板稍微有些腐蚀，铜板上，钢铆钉完全被腐蚀。

四、金属腐蚀等级标准：

根据《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）对腐蚀性分级的规定，各种介质对金属材料长期作用下的腐蚀性，可分为强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀四个等级。各种介质对金属材料的腐蚀性等级应严格按《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）的规定执行。

五、金属腐蚀的防护方法：

为防止或减少金属的腐蚀并延长其使用寿命而采取的各种措施，称为防护方法。使用绝缘性的保护层把金属与腐蚀介质隔离开来，消除产生腐蚀原电池的条件，即采用防护层的方法防止金属腐蚀是目前应用得最多的方法。常用的保护层有金属保护层、化学保护层、非金属保护层三种。

1、金属保护层 ：

金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的金属表面上形成金属保护层（膜）来隔离金属与介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，从而防止了腐蚀。在幕墙工程中常见为钢材热浸镀锌、铝合金型材的电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等等。

2．化学保护层：

化学保护层是用化学或电化学方法使金属表面上生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜，以隔离腐蚀介质与金属接触来防止对金属的腐蚀。例如钢铁的氧化（发兰）、铝的电化学氧化。

3．非金属保护层：

非金属保护层是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通过涂刷和喷涂等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，从而防止金属的腐蚀。

六、幕墙工程设计中，关于双金属腐蚀的具体方法：

在幕墙工程设计中，应根基具体情况选用适当的金属腐蚀防护方法。

1、在进行工程设计时，在选材方面应尽量避免由异种材料或合金相互接触。若不可避免时，应尽量选择在电偶序中位于同组或位置相近的金属或合金。

2、要避免大阴极和小阳极面积比的组合。

3、施工中可考虑在不同金属的连接处或接触面采取绝缘措施（尼龙垫），避免不同金属的直接接触。

4、采用适当的涂层或金属镀层进行保护。但使用涂层时必须十分小心谨慎，必须把涂料涂覆在阴极性金属上，这样可显著减小阴极面积；如果只涂覆在阳极性金属上，由于涂层的多孔性或局部涂层脱落，必然产生严重的大阴极和小阳极组合的有害局面。在使用金属镀层时，必须注意金属间的电位差。

5、设计时选用容易更换的阳极部件，或将它加厚以延长使用寿命。

6、采用电化学保护方法，即使用外加电源对整个构件实行阴极保护或安装一块电极电

位比被保护的两种金属更负的第三种金属。

明白双金属腐蚀的原理并有效的克服它是幕墙设计中很重要的一个环节。比如说幕墙主

第3篇：电化学腐蚀范文

[关键词]镀锌钢丝 海光缆 使用寿命

材料受周围介质的作用而遭受的变质或损坏叫做腐蚀。材料包括金属和非金属，如钢铁、不锈钢、有色金属和塑杆、混凝土、木材。

周围绕环境介质指材料所处的温度、压力、应力、光照、辐射、生物条件、固液气态介质。对材料的作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。

金属腐蚀按原理分，可分为化学腐蚀以及电化学腐蚀。通常金属材料与外界介质发生化学反应而损坏的现象叫做化学腐蚀，这只是一种单纯化学作用，不产生电流。而电化学腐蚀过程中通常伴有电流产生。我司的深海光电复合缆能够敷设在海底2000米的深海中，其外层铠装钢丝发生的腐蚀一般是电化学腐蚀。

一、镀锌钢丝的电化学腐蚀过程及基本原理

将镀锌钢丝置于海水中，其发生的电化学腐蚀一般经过以下4个步骤：

（1）镀锌层完整地覆盖于整个钢丝基体，镀层发生腐蚀；

（2）镀层发生部分破坏，锌作为牺牲阳极对钢丝基体提供阴极保护；

（3）镀锌层全部破坏，钢丝基体开始腐蚀，锌的腐蚀产物抑制腐蚀过程；

（4）钢丝基体发生快速腐蚀。

在海水环境中，锌层最先发生电化学腐蚀。在阴极区，其腐蚀的电化学反应如下：

ZnZn++2e

在海水腐蚀下，电解液中含有大量的C1-，在阳极区发生反应：

5Zn++2Cl-+8H2OZn（OH）8Cl2+8H+

镀锌钢丝置于海水中，其先与海水接触发生电化学腐蚀，为钢丝提供了阴极保护。同时生成的腐蚀产物附着钢丝表面，减缓了进一步的腐蚀，同时抑制了钢丝的腐蚀。

二、镀锌钢丝在海水中的使用寿命

整个海洋环境主要分为五个区：海洋大气区，海洋飞溅区，海水潮差区，海水全浸区，海底泥土区。这五个区的腐蚀均随海水温度的升高而加重。海底泥土区含有大量沉淀物，含盐量高，具有较好导电特性，泥土成为良好电解质，此外，这个区的含氧量低，易生长厌氧的硫酸盐还原菌等细菌，对金属造成腐蚀，但和其他四区相比，泥土区腐蚀程度较轻，而我司的深海光电复合缆敷设在海底2000m处，正是处于海底泥土区，而这个深度的海水常年温度在1℃～2℃，温度偏大低，因此相对于海洋的其他位置，此光电复合缆敷设的地方腐蚀相对较轻。

根据以前的研究，碳钢在海水中的腐蚀遵循以下关系：

D=A+k（t-1）

其中D为碳钢的平均腐蚀深度（mm），t为暴露时间，A为碳钢在海水中暴露第一年的平均腐蚀速度，k为碳钢在海水中暴露的稳定腐蚀速度（大到在0.05mm/a-0.13mm/a）。据研究，A范围为0.1～0.22。

以镀锌钢丝的直径为3.23为例，经粗略计算，表面的锌层厚度大概为0.07mm，因此镀锌钢丝内部钢的直径为3.09。

利用腐蚀公式：D=A+k（t-1），其中A取中间值0.16，k也取中间值O.09mm，可计算得t约为17。因此，若将直径3.09，未镀锌的钢丝直接置于海中，需要17年才能腐蚀完。钢丝表面镀有0.07mm的锌层，这锌层为钢丝提供了阴极保护，同时锌层的电化学腐蚀产物附着在钢丝表面，形成致密均匀的氧化膜，阻止了外界离子向镀锌层的扩散，一定程度上减缓了镀锌层的腐蚀，使得钢丝不易发生电化学腐蚀，从而减缓了钢丝的腐蚀速度。

以上的分析是将镀锌钢丝直接与海水接触得到的，但实际中，一般钢丝外层绕有双层PP绳，同时涂覆有沥青，这有效得杜绝了钢丝与海水的直接接触，大大减轻了电化学腐蚀的发生条件，使得镀锌钢丝更加不易发生电化学腐蚀，腐蚀速度将减少50%以上，因此由以上原因分析可推断，镀锌钢丝的寿命起码可以翻倍，超过30年。

三、结论

第4篇：电化学腐蚀范文

【关键词】燃气管道；化学腐蚀；电化学腐蚀；防护措施

现今社会，埋地管道仍然是燃气输送的主要途径。管道材质基本上为钢质管材、铸铁管材和新型材料如PE管等，但是钢质管材仍占主导地位。地下管网一般是用手工电弧焊连接焊接钢管，用石油沥青加强防腐，直埋地下，从而使管道内外分别直接与燃气和土壤接触。经过一段时间使用，燃气管道可能会发生腐蚀穿孔开裂等现象，但由于管道深埋地下，这种现象很难被发现。燃气泄漏甚至爆炸等事件已屡见不鲜，轻则影响正常使用，重则危及到人们生命财产安全。因此，通过对管道泄漏的原因进行全面的分析，加强管理，采取必要的防范措施确保供气安全是十分必要的。管道腐蚀、管材质量问题、设计安装工艺问题、管道接口松动、其他工程施工影响等等因素都有可能造成管道泄漏，而管道腐蚀往往是主要原因。

一、腐蚀的原因

管道在输气过程中，内壁直接与燃气杂质接触，使管道受到均匀腐蚀较多，管壁逐渐变薄，但因此产生突然泄漏的可能性较小。管道外壁与土壤接触，土壤中的石块、植物根茎、细菌、散杂电流等都会破坏防腐层，使管道发生局部腐蚀。局部腐蚀更大程度上造成了管道泄漏。按腐蚀机理不同腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀等。（1）化学腐蚀。单纯由化学作用引起，金属管道与接触到的物质直接发生氧化还原反应生成化合物的过程。由于管道受土壤中酸碱化学物质腐蚀，使管道外壁腐蚀变薄。另外燃气中含有腐蚀性成份，如H2S、CH3CH2SH、CO2、水等杂质对管道内壁形成化学腐蚀，造成泄漏。（2）电化学腐蚀。金属材料与电解质溶液接触，形成原电池，通过电极反应产生的腐蚀。一是氧浓差电池腐蚀。市区地下除了燃气管道外还有供水、供暖、排水等管道，这就造成了不同区域土壤的潮湿程度、透气程度、含氧程度也大不相同。当管道从含氧不同的土壤中穿过时，氧浓度大的区域电位高，为阴极，氧浓度小的区域电位低，为阳极，从而引起宏观电池腐蚀——氧浓差电池腐蚀。位于阳极区的管道将逐渐被腐蚀。二是管道内电化学腐蚀。燃气中含有H2S、CO2、水等杂质除了对管道产生酸腐蚀以外，还在管道表面发生电化学腐蚀。H2SH++ HS-；HS-H++S2-，阳极反应：FeFe2+ + 2e，阴极反应：2H++2eH2；O2+H2O+2e2OH-，化学反应：Fe2++S2-FeS；Fe+O2+H2OFe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）2。（3）微生物腐蚀。土壤pH值为4.5～9.0时，硫酸盐还原菌最为活跃，从而导致土壤性质不均匀进而产生氧浓差电池腐蚀

二、防护措施

管道泄漏不仅造成了严重的经济损失，甚至威胁到人们的生命安全。亡羊补牢不如未雨绸缪，因此预防管道泄漏是保证管道安全的首要任务。（1）外壁防护措施。管道外壁可采用沥青绝缘层、熔结环氧粉末、聚乙烯胶带、PE三层结构覆盖层、稀土铝防腐材料等进行防腐。其中PE三层结构覆盖层、稀土铝防腐材料因其更能适应环境，近年来发展迅速。此外还可采用外加电源阴极保护或者添加氧化剂牺牲阳极保护，从而避免管道外壁腐蚀。（2）内壁防护范措施。首先严格控制燃气的生产工艺过程，净化燃气，尽量降低硫化氢、二氧化碳、水等杂质的含量。再次在管道内涂防腐材料，防止管道内壁腐蚀。（3）其他防护措施。一是严把质量关，严格控制管道质量。二是建立完善的设计、监理、施工、验收体系，保证工程质量，避免运输施工中损坏管道，提高管网安全运行的可靠性。三是采用新技术、新材料、新工艺，提高管道稳定性，延长管道使用寿命，降低使用成本。四是定期开展管道防护层检（补）漏工作，以便及时发现并处置隐患。

三、结语

本文主要通过化学腐蚀、电化学腐蚀方面对管道腐蚀泄漏进行了分析并提出了相应改进措施。随着科学的发展，各种新材料新工艺不断出现，管道的安全可靠运行性将大为提高，管道的寿命大为延长，带来的社会效益和经济效益将是十分可观的。

参 考 文 献

[1]陈洪玉等．埋地煤气管道局部腐蚀原因分析[J]．表面技术．2006（4）

[2]张超，杨基春．浅析管道泄漏的原因及对策[J]．应用能源技术．2008（8）：7～1

[3]周安娜，朱静．煤气管道的腐蚀与防腐[J]．燃料与化工．2002，33（5）：263～265

[4]曹辉玲．天然气管道的检漏工程[J]．真空．1999（5）：29～23

[5]赵国胜，周宏斌，李宝庆．燃气管道泄漏原因及探漏方法的探讨[J]．焦作工学院学报：自然科学版．2002，21（5）：355～356

第5篇：电化学腐蚀范文

关键词：磺化工艺；管线腐蚀；防护

中图分类号：TQ637

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）20-0074-02

1　磺化工艺概述

磺化工艺是以烷基苯和硫磺作为基本原料，利用烷基苯与三氧化硫降膜反应生成烷基苯磺酸产品；三氧化硫是由液体硫磺与空气燃烧产生二氧化硫，二氧化硫催化转化而成。尾气利用除雾设备、碱和烷基苯吸收后得到达标尾气。磺化工艺管道介质主要有烷基苯磺酸、三氧化硫、烷基苯、二氧化硫、碱液等。

金属材料的腐蚀主要为物理腐蚀和化学腐蚀。根据我厂工艺条件，管道的腐蚀主要由化学腐蚀造成，物理腐蚀所造成的影响远小于化学腐蚀。

我厂各类工艺管线中，三氧化硫、二氧化硫、烷基苯和碱液等管线主要是全面腐蚀，腐蚀分布在整个金属表面上，均匀腐蚀的危险性相对较小，因为若知道了腐蚀的速度，即可推知材料的使用寿命，并在设计时将此因素考虑在内，故本文不再

讨论。

2　烷基苯磺酸管线

硫酸管线腐蚀现象比较严重，而且管线多为局部腐蚀，腐蚀造成的危害性极大，管线、容器在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔，物料泄露，严重得影响了生产运行，大大缩短了管线、容器的使用寿命。经过统计，腐蚀部位主要集中在管线焊道、低点和积垢处等。近几次停车检修中，该区域出现多处漏点，拆洗管线亦发现管线内壁有不同程度的减薄，特别是三通、弯头与管线焊口部位为漏点多发部位，管线内壁底部腐蚀普遍严重。

分析：磺化管线所受化学腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

（1）金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。例如与硫酸管线的腐蚀主要由于低浓度硫酸的出现与管线发生如下反应产生腐蚀：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O

这也是硫酸管线的主要腐蚀原因。当磺酸管线内积水时也发生上述反应。

（2）金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用而引起的，这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。磺化管线的另一个腐蚀因素是电化学腐蚀。

我厂磺化工艺生产周期较短，所以磺酸管线清洗周期较短，清洗频率较高，清洗后管线内残留物驻留时间长。管线清洗使用加热稀碱液冲洗，然后清水冲洗，最后仪表风吹扫。清洗过程会造成管线内部存留部分微量水分在管壁四周，特别是在低点、弯头和焊道等处积垢积水腐，造成腐蚀更加

严重。

此类管线电化学腐蚀机理：

（1）当清洗水为强酸性环境中

析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时）

负极（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

Fe2+＋2H2O=Fe（OH）2＋2H+

正极（杂质）：2H+＋2eˉ=H2

电池反应：Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2

由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。

（2）在清洗水为弱酸性或中性环境中

吸氧腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较弱时）

负极（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

正极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ

总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2

由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe（OH）2被氧所氧化，生成Fe（OH）3，脱水生成Fe2O3铁锈。

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

3　防护措施

针对以上两个腐蚀原因的分析，并结合我厂实际生产条件做出以下几条防护措施：

（1）改进清洗方式，尽量减少管线内存水。清洗完毕后用烷基苯原料置换冲刷管线，烷基苯本身没有腐蚀性，可用它置换管线中的水分，避免了水分和积垢造成的腐蚀；烷基苯原料可沾附在管线内壁，有效隔绝空气，切断电化学腐蚀反应。

（2）减小溶液的停滞与积聚，防止残留液腐蚀与沉积物腐蚀。管线清洗过后，先低点排放至放空后，再用仪表风追扫。通过该步骤尽量减少管线内的存留液体及垢物，清除低点、弯头和焊道等处的腐蚀隐患物。

（3）建立定期性的管线检测制度，完善管线腐蚀档案。做到对管线的腐蚀变化随时跟踪，提前发现问题和隐患。

（4）温度对化学腐蚀和电化学腐蚀的速度有很大影响，温度较高可以加速腐蚀速度。磺酸管线在停用时，将用于管线保温的伴热线停用，降低腐蚀速度。

（5）在管线材质选择上，由于腐蚀的多样性，无法完全满足工况要求，而且价格过高，经济上不合理，通过以上工艺的改进及其他方法可取得较好的防腐效果，经济合理。

众所周知，防腐蚀的目的在于延长设备的使用寿命，确保安全生产，提高综合经济效益，因此需要确定技术可靠、经济合理的防腐蚀措施。

参考文献

[1]　李福军，陈月勋，李晓川，鲍春雷，苏贵玉．油水井套管的腐蚀及防护理论、实验与应用——油水井套管的腐蚀与防护[J]．大庆石油学院学报，2004，（2）．

[2]　刘秦龙，孔祥迪，程兵，王崇．油气田CO2腐蚀与防护研究[J]．内蒙古石油化工，2011，（1）．

[3]　刘剑锋，王文娟，马健伟．埋地管道腐蚀机理及应对措施[J]．石油化工腐蚀与防护，2006，（6）．

第6篇：电化学腐蚀范文

关键词：化工机械防腐

化工机械腐蚀是自发的普遍存在的现象，机械设备被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏以及资源和能源的严重浪费，使企业受到巨大的损失。因此研究腐蚀机理，采取防护措施，提高防腐能力，对经济建设有着十分重大的意义。化工机械设备在被腐蚀之后，其色泽、外形及其机械性能等各方面均可发生不同程度的变化，从而造成了化工机械设备的损坏以及能源、资源较为严重的浪费，使得化工企业的生产成本受到了较为较大的影响和危及安全生产，化工企业也因此蒙受了经济上的损失。因而采取积极有效的防腐蚀措施，提高化工机械设备的防腐能力是当今化工相关生产领域所面临的关键问题。

1 腐蚀的原因和种类

1.1 腐蚀的原因

金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件(如：温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。在一些工业企业尤其化工企业的环境介质中，含有大量的SO2、CO2、H2S、氢氧化物、盐雾、硫化物、卤化物等有害物质，有些环境还伴有高温和潮湿等，在这些因素的综合影响下，金属便与这些有害物质发生物理、化学反应，形成腐蚀。

1.2 腐蚀的种类

1.2.1 按腐蚀产生的机理分类

(1) 化学腐蚀金属表面与其周围的介质发生化学反应，生成一种新的物质(氧化物)从而使金属受到破坏的现象。这类腐蚀主要以高温干燥环境下的金属与腐蚀介质直接发生反应的形式发生。

(2) 电化学腐蚀金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应，这类腐蚀主要发生在潮湿环境下。

1.2.2 按腐蚀产生的原因及表象分类

按腐蚀产业的原因及表象可分为：高温氧化腐蚀、剥层腐蚀、点状腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀、电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、振动磨损腐蚀、工业大气腐蚀、海洋大气腐蚀等。

对化工行业来说，机械设备的腐蚀以电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、缝隙腐蚀及疲劳腐蚀为主，特别是电化学腐蚀最为严重，多种腐蚀的结果最终均导致电化学腐蚀。

2 腐蚀产生的化学机理

2.1 电化学腐蚀机理

金属的电化学腐蚀是指金属表面与离子导电介质发生电化学作用而产生的破坏。 任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应， 并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。 阳极反应是金属离子从金属转移到介质中并放出电子的过程，即阳极氧化过程。相对应的阴极反应是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的还原过程。碳钢在酸中腐蚀时，在阳极区 Fe 被氧化为Fe2+离子，所放出的电子自阳极(Fe)流至钢中的阴极(FeC)上，被H+离子吸收而还原成氢气，其反应式为：

Fe+2H+――Fe2++H2

这种电化学腐蚀机理实质上是一个在金属内部形成的短路原电池，即电子回路短接，电流不对外做功，电子自耗于腐蚀电池内阴极的还原反应中。可见促进金属阳极的离子化，即可加剧腐蚀速度。

2.2 工业大气腐蚀机理

在工业污染较重的地区，空气中含有高浓度的 SO2 、CO2 、H2S、卤化物、硫化物及盐等挥发物和工业粉尘等腐蚀性介质， 这些介质物中的酸性气体在潮湿的条件下会与水化合生成无机酸。铁质合金在这种介质中，会发生一系列连锁反应，导致钢材严重损坏。

钢材在工业大气中的腐蚀是直接化学腐蚀和电化学腐蚀的结合，工业大气腐蚀以 SO2的腐蚀最为严重，因为 SO2可形成酸雨，能起到催化剂的作用。

3 化工机械的防腐设计

腐蚀破坏是金属材料最主要的破坏形式之一，所以在机械设备的采购选用，包括在选购后的安装使用各环节，需要为设备自行设计配套一些附件时，都要特别重视这一因素。可以说设备构件的功能作用和设备在腐蚀环境下的防腐设计是同等重要的。

3.1材料的选用

用来制造通用机械设备的材料大部分是普通碳素钢，其特点是价格低廉，供应方便，容易加工。在普通工作条件下使用，腐蚀对其危害不大，但如果使用在化工行业这种高浓度腐蚀性介质的环境下，因为它的抗腐蚀性能差，就会易于遭受侵蚀。如常用的Q235 钢材，其在酸气、盐雾介质中的腐蚀速度高达0. 5～1.0mm/a，虽然各企业都定期对设备及构件进行防腐涂漆，但只要漆膜出现划伤或局部脱落，就会立即产生电化学腐蚀并不断扩展，导致使用寿命大大降低，因此化工企业不宜选用这类钢材制作的机械设备，而应选用以耐腐蚀钢如 16MnCu、09MnCuPTi 等普通低合金钢为制造基材的设备。虽然低合金钢价格比碳钢贵些，但总的经济效益比碳钢要高。统计显示，低合金钢所制造设备的使用寿命是采用普通碳素设备的2～3倍，所以相对性价比还是高很多。

3.2 结构和工艺的防腐设计

如果构件的几何形状设计不合理或过于复杂，经常会引起机械应力、热应力、积液、积尘及金属表面漆膜漏涂破损等缺陷，从而导致局部的氧化腐蚀、缝隙腐蚀及应力腐蚀等，因此必须从防腐角度考虑结构设计和工艺设计的合理性。下面做几个方面的分析：

(1) 构件的形状应尽可能简单。

(2) 防止构件表面损坏或有伤痕。

(3) 构件尽量选用同一种金属材料。如机座与主机应为同种材料，因不同材料间易产生电偶腐蚀。

(4) 尽量减少缝隙。

(5) 选择合适的结构形式和优质的防锈漆，以便使腐蚀介质与构件完全隔离，特别要注意焊缝的涂漆，合理的涂漆结构(如两块型材间的连接要采取背靠背的方式等)可使构件的任意一面或部位都方便涂漆。

(6) 防止残余水在设备上的滞留。设计时要避免有向上的容器状凹处，如不能避免亦应设排水孔。

(7) 焊接时应尽量防止出现内应力和应力集中。以采用连续焊为好，间断焊易产生内应力。

(8) 应避免焊接缺陷。比如焊瘤、咬边、喷溅及未焊透等，这些焊接缺陷会形成新的腐蚀点，如焊瘤除了形成应力集中外，还在焊瘤与母材间形成夹缝；咬边是形成应力集中的根源，它的凹陷边也形成夹缝。 这两种缺陷易产生应力腐蚀和缝隙腐蚀。焊接电流过小或焊接速度过慢易产生焊瘤；而咬边的产生则是由于焊接时焊接电流过大和焊接速度过快，以及角焊时焊条角度不适当等原因。所以，合理的焊接工艺及过硬的焊接技术是十分重要的。另外，焊缝未焊透所造成的夹缝和孔洞也会引起缝隙腐蚀和小孔腐蚀。

(9) 为进一步防止缝隙腐蚀，对构件连接处夹缝也应合理设计。常见的构件连接形式有搭接和对接两种：对搭接接头应尽可能不用铆接连结，因铆接节点的夹缝会积液和积尘，产生缝隙腐蚀，所以宜采用焊接连结。焊接连结亦应采用双面连续填角焊，即使二者的搭接面被焊缝完全封闭起来，如采用单面搭焊因搭接面处有缝隙则会产生缝隙腐蚀和电偶腐蚀，故不推荐；对于对接接头，应采用双面连续对接焊，从而避免缝隙腐蚀。

4 腐蚀的防护

化工机械设备的防腐方法相对比较多，其中主要是采取改善金属本质的方法，将金属和腐蚀介质相隔离，或者是采用对金属的表面进行处理的方法，以改善其腐蚀环境和电化学保护，而其中的电化学保护方法在化工机械设备的防腐中有着较为重要的意义。在电化学保护方法当中，应用牺牲阳极的保护方法而对化工机械设备进行阴极的保护，是目前一种较为有效的防腐控制方法。

第7篇：电化学腐蚀范文

【关键词】输油管道；腐蚀；防止

随着国民经济的发展，管道输油的优点日益突显出来。输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用那种方式，当金属管道和四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。这种现象是十分普遍的。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至不能使用。由于金属腐蚀而引起的损失是很大的，因此，了解腐蚀发生的原因，采取有效的防护措施，有着十分重大的意义。埋地钢质输油管道在长期的输油运行过程中由于输送介质的影响，会对管道主体造成严重的腐蚀，致使管道存在潜在的运行风险。利用先进的导波检测手段对沿线的重点地穿越、跨越及管线低点阀室情况进行检测，通过对管道的防腐层及阴极保护做全面检测与评价，全面掌握管道的腐蚀状况，对下一步运行提出合理化运行方案。

1、输油管道腐蚀状况阴极保护系统检测

1.1 阴极保护原理

由于金属本身的不均匀性，或由于外界环境的不均匀性，都会在金属表面形成微观的或宏观的腐蚀原电池。

1.2 钢质管道腐蚀检测手段

目前，通常情况下，对于钢质管道腐蚀状况检测手段主要采用常规参比电极法、CIPS（密间隔电位测试）、DCVG（直流电压梯度法）法三种。

1.3 输油管道不停输密间隔电位检测

密间隔电位测量是国外评价阴极保护系统是否达到有效保护的首选标准方法之一。检测是在有阴极保护系统的管道上通过测量管道的管地电位沿管道的变化（一般是每隔1～5m测量一个点）来分析判断防腐层的状况和阴极保护是否有效。测量时得到ON/OFF两种管地电位。测量时在阴极保护电源输出线上串接断流器，断流器以一定的周期断开或接通阴极保护电流，从一个阴极保护测试桩开始，将尾线接在桩上，与管道连通，操作员手持探杖，沿管线每间隔大约 3m测量一点，记录每个点的ON/OFF电位，得到沿管道长度方向的管对地电位间两条曲线。为了去除其他电源的干扰，直流电压梯度法（DCVG）测试技术采用了不对称的直流信号加在管道上。由一个安装在阴极保护电源阴极输端的周期定时中断器控制。

2、输油管道腐蚀种类

根据金属腐蚀过程的不同点，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

2.1 化学腐蚀单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，金属在空气中，与空气中的O2、H2S、SO2、CI2等接触时，在金属表面上生成相应的化合物。通常金属在常暖和干燥的空气里并不腐蚀，单在高温下就轻易被氧化，生成一层氧化皮，同时还会发生脱碳现象。此外，在油品中含有多种形式的有机硫化物，环烷酸它们对金属输油管道也会产生化学腐蚀。

2.2 电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同，是由于形成了原电池而引起的。金属管道与含有水分的大气，土壤、湖泊、海洋接触。这些介质中含有CO2、SO2、HCI、NaCI及灰尘都是不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有杂质，由于铁元素和杂质元素的电位不同，所以当钢铁暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使铁表面上覆盖一层极薄的水膜。水的电离度虽小，但仍能电离成H+离子和OH-离子，在酸性介质的大气环境中H+的数量由于水中溶解了CO2、SO2等气体而增加。因此，铁和杂质就似乎放在含有H+、OH-、HSO3-等离子的溶液中一样，形成了原电池。铁为阳极，杂质为阴极。由于铁和杂质紧密地接触，电化学腐蚀作用得以不断进行。铁变成铁离子进入水膜，同时多余的电子移向杂质。水膜中的Fe2+离子和OH-离子结合，生成Fe（OH）2附着在铁表面，这样铁便很快遭受腐蚀。该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。在一般情况下，假如铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极也是铁氧化成Fe2+离子，在阴极主要是溶解于水膜中的氧得到电子：阳极2Fe=2Fe2++4e阴极O2+2H2O+4e=4OH-，所以介质中不仅H+离子能引起金属腐蚀，含有氧时也能腐蚀。

2.3 腐蚀的防止地下管道的腐蚀主要有电化学腐蚀、杂散电流腐蚀和微生物的腐蚀等。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和外界介质两个方面。就金属本身来说，金属越活泼就越轻易失去电子而被腐蚀。外界介质对金属腐蚀的影响也很大，假如金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易于腐蚀。

3、输油管道的防腐一般采用如下方法：

3.1 上管道外防腐根据以往经验，普遍认好以红丹油性防锈漆、红丹醇酸防锈漆等作底漆。这些漆防绣性能好，与钢铁表面附着力强。施工现场用樟丹和清油现配，要把握好比例：一般按下面比例配制：樟丹56.6%、清油37.8%。另外，加汽油或煤油5.6%左右，以利调和快干。待底漆干燥后，均匀涂刷两遍面漆。面漆材料有很多种，但使用较多的为铝粉漆。铝粉漆漆膜平滑、坚韧、附着力强，并有金属光泽。施工现场配制时，其配比为：铝粉：清油或清漆：溶剂汽油。

3.2 埋地管道的防腐绝缘

3.2.1 内防腐由于油品的洁净度不同，油品中仍残留一些杂质，水分、微生物，前面也提到过，因为这些残留物的存在，管道内壁也会形成原电池，造成腐蚀，产生的锈片将严重影响油品质量。一般内防腐采用036耐油防腐涂料。该涂料化学稳定性好，机械性能高，不污染油品，使用方便。施工中要求对底材处理，用喷丸除锈，质量应达到国标Sa2.5级。做两道036-1底漆，再涂两道036-2面漆。按规定严格控制涂漆厚度。

3.2.2 外防腐埋地管道的防腐绝缘，一般分三级；当土壤电阻率

第8篇：电化学腐蚀范文

关键词：接地网；云平台；电化学技术；腐蚀状态；远程监测；移动终端

1 概述

由于腐蚀导致的接地网金属导体侵蚀或者断裂，使得其接地电阻变大，电气性能变差，接地保护功能丧失。在设计建造接地网的过程中，相关人员也采取各种有效措施来限制接地网腐蚀的发生，但是采取各种有效措施也不能预见接地网因腐蚀导致的意外故障，从而影响整个电力系统的安全运行[1]。在实际接地网腐蚀程度检测中，常根据一个地区的土壤腐蚀率粗略的来判断，然后挖开部分区域的接地网进行实际检查。这种接地网腐蚀检测手段原始单一、自动化水平低、而且耗费时间人力、具有一定的盲目性，而且无法检测整个变电站接地网的腐蚀情况。

由于接地网深埋地下，接地网导体会发生土壤腐蚀。腐蚀速率反映腐蚀发生的快慢，土壤的电阻率与土壤的腐蚀速率存在着一定关系，所以可以用土壤的电阻率来衡量腐蚀发生的程度。土壤电阻率与湿度及土壤中各种化学成份有关，电阻率越大，其腐蚀性就越小。金属会发生多种类的腐蚀，化学腐蚀和电化学腐蚀是金属腐蚀的最常见形式[2]，而且在大多数情况下，这两种腐蚀都是并存的发生，但以电化学腐蚀为主要形式，包括接地网腐蚀在内，电化学腐蚀也是其主要形式。故可用电化学腐蚀检测技术来检测接地网腐蚀状态，借助电化学特征参量来描述腐蚀状态[3]。电化学腐蚀检测技术具有比其他检测技术测试速度快、灵敏度高的优点，经常应用于金属腐蚀的检测中。线性极化法[4]作为电化学检测腐蚀速率的最为常用的方法之一，具有实施简单、快速方便的特点，在腐蚀检测领域得到广泛应用。将线性极化技术应用在变电站接地网的腐蚀检测中，可以准确快速的测定接地网的腐蚀速率，响应时间短，测量精度高。

云计算[5]作为当前正在兴起的数据存储处理计算模式，正发展成为一种全新的商业模型。其已经成为企业在信息领域应用的必不可少的环节。云平台运用虚拟化的计算资源为用户提供服务平台，用户可根据自身需要获得相应计算力、存储数据和软件功能。作为并行计算、分布式计算和网格计算发展的聚合体，云计算提供了崭新的数据处理模式，整合海量数据，可靠性高，为用户提供方便快捷、切实有效的分析功能，极大的提高了企业工厂的工作效率。将云平台和接地网腐蚀监测系统对接，实现了一种全新的接地网腐蚀监测系统，在该系统中，通过电化学状态传感器三电极体系测得接地网的腐蚀速率、腐蚀深度，然后将该信息传送至云平台，经过云计算进行科学、全面综合的分析，掌握接地网的运行状况，同时对接地网的寿命进行预测，从而及时对接地网进行维修和更换。这种基于云平台的接地网腐蚀状态监测系统很大程度上实现了检测系统的自动化、数字化程度，能够及时避免因接地故障而导致的安全事故，因此该系统具有很强的应用价值。

2 接地网腐蚀状态检测单元

2.1 线性极化法

线性极化法是快速测定金属瞬时腐蚀速率的电化学腐蚀检测方法之一。其原理是：对处于自腐蚀状态的金属电极施加电位 进行阴极极化时，电极电位将发生负移，根据金属腐蚀动力学原理，此时的阴极极化电流ik为：

将式（1）中以级数形式展开，因为过电位Δ？渍很小且小于10mV，可将级数中的高次项忽略，可得：

进一步变换，可得：

由式（2）知，ik与Δφ成正比，既当Δφ

或者

其中，S为电极面积；I为电流强度。由式（2）和式（4）可得：

上式称为Stern-Geary公式。由式（6）可以得出，腐蚀电流icorr与极化电阻Rp成反比，因此一旦知道bk、bA和Rp的值后，便可求得腐蚀电流icorr。因为是在Δφ很小的情况下，过电位与极化电流成线性关系，极化电阻Rp为其直线的斜率，因此，该方法被称为线性极化法。

根据法拉第定律，将式（6）腐蚀电流icorr转化为腐蚀速率V和腐蚀深度d，有：

式（7）和式（8）中，v为腐蚀速度（g/m2・h）；d为年腐蚀深度（mm，a）；icorr为腐蚀电流密度（？滋？住/cm2）；M为金属的克原子量（g）；n为金属的原子价；F为法拉第常数；？籽为金属密度（g/cm3）。

2.2 三极状态传感器

三电极测量体系是接地网腐蚀检测系统的状态传感器，该传感器由研究电极、辅助电极和参比电极组成。三个电极之间等间距固定且上端引出导线用于施加电位进行极化反应，三种电极在电化学腐蚀检测体系中发挥不同的作用，其状态结构示意如图1所示。

（1）研究电极

所谓研究电极，是指研究的是该电极上发生的电化学极化反应。对研究电极的要求是该电极上发生的电化学反应不会受电极自身反应的影响，反应接触也面积不宜太大。各种能导电的材料均能用作电极，可以是固体也可以是液体。通常根据研究测试的性质及内容来预先确定电极材料。国内的接地网金属一般用Q235碳钢。

（2）参比电极

参比电极作为不极化电极，电极上基本没有电流通过，其电动势是已知的。该电极主要作为一个参照来测定研究电极的电势。

（3）辅助电极

在极化反应的过程中，辅助电极的作用是与研究电极形成回路，使研究电极上的电流顺利畅通，以保证电化学反应的发生。为了避免与电解质发生化学反应，对辅助电极的结构和材料有一定的要求，辅助电极要有较大的表面积且自身电阻要小，不宜被极化，其通常由惰性材料制成，耐蚀性的金属合金、铂或者石墨都可以作为辅助电极。本文中所介绍的辅助电极采用石墨作为辅助电极。

2.3 三电极传感器等效模型

三电极传感器深埋土壤层且未被极化时，设研参考、研辅、辅参三个电极之间土壤的等效电阻分别为Rs1、Rs2、Rs3，等效电路模型如图2所示。

实际所测得的参研、辅研及参辅电极之间的电阻值为m，n，s，则根据电组的Y型连接与Δ型等效变化可得：

由此式便可得Rs1，Ra2和Ra3。

将参研电极间的自然腐蚀电位Ecorr做为基准，且在辅研电极之间施加阶跃电位E，？子为阶跃信号持续的时间， ？驻E为研参电极之间电位的变化值，如图3所示。

此外，在辅研电极之间所加的阶跃信号应满足以下条件：

当电极之间施加小于10mv的小幅值过电位，且持续时间很短时，此时电极表面电化学反应很快，电极表面反应物浓度接近于零，电极表面相当于一个漏电的电容器，等效于一个电容和电阻的并联，如图4所示。

根据线性极化理论，结合图3和图4可得三电极状态传感器系统极化时的等效电路如图5。其中，ΔE为极化电位，即研究电极与参考电极之间的电位改变值；i，i1，i2，ic和ip为相应的支路电流；u为双层电容上的充电电压。

2.4 硬件的选择与设计

系统的硬件部分主要有以下四部分构成：在辅助电极与研究电极之间施加极化激励信号的0-100uA阶跃电流信号模块；采集参比电极和研究电极之间激励响应的独立双积分电压数据采集模块；为装置各模块供电的电源管理模块；对0-100uA阶跃电流信号控制、双积分数据采样信号进行分析所得到的土壤腐蚀速率的微处理器模快。

0-100uA阶跃电流信号模块依次由REF200标准用100uA电流镜像源、精密运算放大器OPA602、阶跃式电阻配比继电器控制模块构成；REF200用于产生100uA的基准电流源，精密运算放大器OPA602用于对REF200产生100uA电流信号进行放大或者缩小，阶跃式电阻配比继电器控制模块用于控制OPA602运算放大器的放大或缩小倍数，如图6所示。双积分数据采样ICL7135模块用于测量参比电极与研究电极的自腐蚀电位以及在研究电极和辅助电极施加激励后采集参比电极与研究电极之间的响应信号，如图7。微处理器模块用于控制0-100uA阶跃电流信号的大小和采集双积分数据采样ICL7135模块的数据，如图8；并以此数据来分析计算出土壤的腐蚀速率后传送至上位机显示监测站。

激励与检测模块由控制模块控制，微处理器模块的输入端接入用于采集双积分电压数据模块的输出电压信号，微处理器模块的输入端接用于控制0-100uA阶跃电流信号输出大小的模块。检测时ICL7135双积分电压数据采集模块用于采集参比电极与研究电极之间的电位差V，并在0-100uA电流激励未加入研究电极与辅助电极之间的时候，记录参比电极与研究电极之间的自腐蚀电位V0。然后，0-100uA阶跃电流激励施加阶跃信号，每隔30s由微处理器模块控制继电器模块使得输出电流阶跃式由小到大变为I1=20uA、I2=24uA、I3=30uA、I4=36uA、I5=39uA、I6=47uA、I7=51u、I8=56uA、I9=62uA、I10=68uA、I11=75uA，并通过ICL7135双积分电压采集模块记录其相应的响应V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11。

由控制模块将每次阶跃激励时，检测的电压值传送至上位机，微处理器模块将阶跃式激励电流作为X轴，双积分采集电路所采集电压响应作为Y轴，拟合出其关系曲线，并在所拟合的曲线上找出线性程度最优处，以该最优处所在的坐标（I、U）得极化电阻RP=U/I，由极化电阻RP可求出腐蚀电流密度Icorr=25/Rp，由腐蚀电流Icorr可得出土壤年腐蚀速率V=8.56？鄢10-3？鄢Icorr，进一步得出土壤年腐蚀深度为d=9.65？鄢10-3Icorr。

3 云平台的实现

微处理器模块控制部分将所计算出的土壤腐蚀速率通过GPRS模块传输至上位机，再由上位机经无线网络传送至云平台，即云监测系统。

云监测系统主要由位于监测现场前端的电化学腐蚀检测体系、位于云计算中心的后端测试服务软件系统和工作人员手中的移动终端设备组成。通过互联网与云平台的对接，打破了以前只能进行小规模的监测、监测数据需通过专用网络传输到监控中心和工作人员需安装相应监测终端的繁琐过程，不受离线操作的限制，实现了大面积、大规模监测接地网腐蚀的情况。前端设备主要由在线腐蚀速率传感器和检测仪组成，前端设备采集到的腐蚀信息，通过网络的传，经服务器进行数据的接受与处理，然后再存入云端，进行云存储和云计算，并且通过WEB服务器进行数据的最后处理和公布。

基于云平台的接地网腐蚀状态监测平台的开发，可以让任何非专业人员通过专业的监控APP掌握接地网的运行情况。该平台基于纯HTML5技术和标准的工业总线技术，可以在包括平板电脑、手机及电脑在内的移动设备上应用。多比物联网云监控平台可以作为现有的SCADA系统，在无需改造现有系统的情况下可以提供很好的远程移动控制和维护功能。

在变电站运行监控中心能够远程实时监控接地网情况；当接地网的腐蚀程度达到一定程度或者出现故障时，及时发出报警信号，协助远程相关人员及时维修接地网；在有网络信号的情况下，通过移动终端设备实时监控接地网运行状态，及时获取报警信息；包括传统组态在内的所有功能在内，云平全可以实现，包括实时显示查询、历史数据记录、报警功能、趋势图、流程图及报表等。

4 结束语

本论文根据金属导体电化学腐蚀的特点，设计了一种新的接地网腐蚀电化学检测方法；提出了修正线性极化法，利用腐蚀电位与极化电位的关系来测定金属腐蚀速率的方案。利用网关技术，实现了现场检测仪数据经无线通讯技术传送到云端，实现了基于云平台的在线查询、历史数据和报警显示功能的监测平台。基于云平台的接地网腐蚀监测系统为接地网的定期检测提供了一种快速有效的手段，全面提高了接地网腐蚀状态检测的自动化水平和巡检工作效率、质量。

参考文献

[1]季诚，郝承磊，张秀丽，等.接地网腐蚀状态电化学检测传感器的研制[J].华北电力技术.

[2]赵志英.金属的电化学腐蚀与防护[J].内蒙古石油化工.

[3]杨滔.接地网腐蚀状态检测及其寿命预测[D].湖南大学，2011.

第9篇：电化学腐蚀范文

一、烟管腐蚀的特征

在受压元件腐蚀中，较为严重的是烟管腐蚀。

1、在烟管的水侧上表面形成许多黑褐色小鼓包，其直径1mm-5mm不等。鼓包表面为红褐色，包下为黑色粉末物。

2、将这些腐蚀产物清除后，下部出现一个凹坑，其深度为1mm-2mm不等，严重的将烟管腐蚀穿透，导致泄漏。

3、在烟管中，上部几排烟管腐蚀最为严重。在同一根烟管的腐蚀程度，烟管的上表面要比下表面腐蚀严重的多。

从上述腐蚀特征看，烟管的腐蚀是典型的氧腐蚀，是一种电化学腐蚀。在电化学腐蚀过程中，由于烟管受高温辐射热产生电位差形成一个一个的鼓包，如果腐蚀产物积聚在阳极，使金属表面结构发生改变，金属离子进入溶液很困难，或阴极反应物不能很快排走，电子积聚在阴极，使两极间电位差减少，这时腐蚀过程变得缓慢，这种现象称为极化。但在锅炉实际运行中电化学腐蚀相当严重，这是因为溶液中存在易于接受电子的物质。他在阴极上接受电子，起到消除阴极极化的作用，或阳极金属离子不断排至溶液中，起到消除阳极极化的作用，这种作用称为去极化。能起到去极化作用的物质，叫去极剂。如水中的溶解氧及氢气就是常见的去极剂。因此，当有溶解氧这类物质的去极剂存在时，电化学腐蚀将加剧，从而使锅炉烟管以较快的速度腐蚀。烟管腐蚀后呈溃疡状，溃疡腐蚀面上各层腐蚀产物是由不同的化合物所组成，其表面层的红褐色为氧化铁，次层的黑色粉末是四氧化三铁，在腐蚀产物的最深层是氧化铁。

二、烟管腐蚀的原因

卧式快装热水锅炉的烟管腐蚀，主要是溶解氧引起的电化学腐蚀。

1、从热水锅炉的循环特点分析，无论是回水从上锅筒进入，通过配水管进入下降管，在锅内靠重度差产生自然循环；还是回水从下集箱进入，借助循环泵的压头在锅内形成强制循环，其水循环大部分都是从水冷壁管上升，进入锅筒后，其大部分水又与锅筒底部上升的水流汇合，继续冲刷烟管获得交换热量并最终流向锅炉上部的出口。

2、锅水中溶解氧的含量随着炉水温度升高而降低，伴随温度的升高而析出。这些氧被上升的炉水夹带着往高处运动，在流速较快的情况下，是不易停留下来的。当回水进入锅筒后空间变大，流速变慢，上排烟管的水相对较平稳，析出的氧离子便附着在烟管的上表面水膜层上。在最上部的几排烟管温度最高，析出的氧离子较多，连同锅筒下部析出的被炉水夹带上来的大量阳离子汇集在此处。而水流冲出烟管后，空间变大流速变慢，因此，给氧离子附着在上几排烟管创造了条件，因而上排烟管氧腐蚀最为严重。

3、烟管的上表面很容易沉积泥渣，使烟管表面产生了不同的电极电位差，溶解氧浓度大的地方，电极电位高而形成为阴极，溶解氧浓度小的地方，电极电位低而形成为阳极。由于局部电位差的形成，因而导致烟管腐蚀。此外，由于烟管金属表面的沉积物溶解于表面的水膜中，使水膜中的含盐量增加，从而加速了烟管的腐蚀。

4、采暖系统缺水，导致不给水量大幅度增加。由于大量不给水，使锅水含氧量增加，因而加速了烟管的腐蚀。