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牺牲阳极法在换热器防腐蚀中的应用

影响换热器腐蚀的因素很多,例如不同金属的接触、流体的紊流、管端因胀管而残留的应力、换热器内各部分温度差、高温流体中的溶解氧等。针对各种因素,解决腐蚀问题的方法很多,例如采用不锈钢材料、表面刷涂料、添加缓蚀剂、电化学防腐蚀法等。电化学防腐蚀法又分外加电源法和牺牲阳极保护法两种。

牺牲阳极保护法

碳素钢的电化学腐蚀

碳素钢在电解质溶液中(例如水)会形成微电池。碳素钢的基本金相组织为铁(Fe)和渗碳体(Fe3C),其中铁素体的电极电位较低而成为微电池的阳极,渗碳体则成为阴极。铁被腐蚀,即Fe=Fe2++2e-

同时,电子由阳极转向阴极。阴极过程使水中的氧与电子结合生成氢氧根离子,即4e-+2H2O+O2=4OH-

在溶液中,Fe2+(OH)-相遇生成Fe(OH)2,沉积在阴阳极交界附近,即2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

牺牲阳极保护法

发生电化学腐蚀时,阴阳极之间产生腐蚀电流。采用电极电位比被防腐体低的金属并与被防腐体接触,利用低电位金属的腐蚀电流作为高电位被防腐体的防腐蚀电流,这种防腐蚀方法称为牺牲阳极保护法。

碳素钢的基本是铁(Fe)。若选择铝作为阳极,容易形成氧化膜,反而不产生腐蚀电流,其他材料则比较昂贵,所以,选择作为牺牲阳极比较合适。

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