電化學腐蝕精選(九篇)

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第1篇：電化學腐蝕范文

【關鍵詞】電化學腐蝕；電化學分析；防腐蝕

1.電化學腐蝕簡述

電化學腐蝕，相對于化學腐蝕現象的區別是：電化學腐蝕過程是金屬與帶電物質之間發生的化學反應，使得金屬在電離子的反應破壞下，金屬表面遭到嚴重的損害，甚至使金屬的屬性發生不同程度改變的化學腐蝕過程。在電化學反應過程中有電流的產生，電流的產生主要原因是金屬與帶電介質發生的反應，帶電介質是整個電化學腐蝕過程中極其重要的催化劑，沒有帶電介質的參與，即不會發生電化學腐蝕現象。當電化學腐蝕發生時電流在金屬的表面存在，電流分為陰極和陽極，和電流的正負極類似。其中，與帶電介質發生反應的金屬如果在反應發生過程中本身所擁有的某種金屬原子喪失，原子在反應之后以離子的形式脫離金屬物質而存在，那么這樣的電化學腐蝕反應過程也可以稱為陽極反應。而類似地，當電化學腐蝕反應發生過程中，帶電介質在于金屬原子的交互作用過程中，帶電介質中以電子形式存在的物質與金屬原子發生反應，結果導致帶電的介質中電子形式的喪失，而變為原子等金屬原子等類型的物質存在的化學腐蝕反應，又叫陰極反應。陰極反應實質上就是電子形式變為原子形式的通過電化學腐蝕過程以非電子形式存在的反應。陰極反應和陽極反應是相互獨立而又同時進行的，又叫做共軛反應。

電化學腐蝕的表現有原電池反應。即：不純的金屬與電解質溶液融合，發生原電池反應，電解質溶液可以使活潑的金屬失去電子而被氧化，金屬被氧化的腐蝕是電化學腐蝕的一個常見現象。其中發生電化學腐蝕的電解質溶液的主要功能就是造成金屬的氧化效應，使得金屬在電解質溶液中獲得氧，而被腐蝕，發生質變。電化學腐蝕的這種金屬被氧化的腐蝕例子有很多，例如：鐵在潮濕的空氣中所發生的腐蝕現象。這其中的腐蝕現象包含幾個要素，一是被腐蝕的金屬是鐵；二金屬發生腐蝕的條件是空氣的潮濕性。在化學學科中的元素周期表和其他元素的穩定性的比較中，很容易發現：鐵是穩定性質比較好的金屬物質，一般屬于不活潑的金屬物質，在一般情況下，鐵不易和其他介質發生反應，在地殼中常以固體的形態存在。

由于鐵的穩定性能極高，鐵在干燥的空氣里長時間不容易被腐蝕或者和其他物質發生化學反應，然而，鐵在潮濕的空氣中發生腐蝕反應的情況是極容易的。這是因為在潮濕的空氣中，鐵的表面在于空氣接觸時被空氣中的潮濕水汽所覆蓋，形成水膜，水汽中含有氫離子、氧離子和氫氧根離子，這樣的氫氧根離子形成了電解質溶液，電解質溶液很容易將鐵金屬中的鐵原子被氫氧根離子所氧化，經過化學反應變為氧化鐵或者四氧化三鐵等具備氧的鐵的化合物，在電解質的反應過程中產生電流和電子形式的成分，從而形成了一個原電池。

2.電分析化學簡述

電分析化學是運用電學和電化學的原理進行化學方面測量的一門科學，電化學分析主要涉及兩個學科，即電化學和分析化學。電化學分析科學和物理學、材料學及生物學的關系十分密切。在電化學分析的主要領域內化學學科與物理學科、化學材料的關系是很明顯的，一直以來化學反應和物理反應是相輔相成的關系，化學現象和物理現象是相伴隨著存在的，即化學現象的發生一定存在某種物理現象的存在，例如鐵與潮濕的空氣發生鐵的氧化腐蝕反應，鐵被氧化的過程是一種化學反應現象，其中空氣潮濕中的水汽上升并且覆蓋在鐵金屬表面的過程又屬于物理現象中的汽化和液化過程。

電分析化學依靠其較為完備的理論體系，發揮越來越重要的作用。

2.1電分析化學方法是具備快速、靈敏、準確的微量的特點

其快速性和靈敏度使其具備的優勢地位十分有利，電分析的全過程是依靠電力設備和儀器進行的分析過程，電的使用大大減少了分析的時間，提高了分析的效率，并且增加了分析結果的準確性。電分析儀器簡單，價格低廉，尤其應用于分析有機生物和環境過程中表現的優勢和潛力十分顯著。此外，電分析化學方法可以實現無限制、無條件的使用，即使在苛刻的條件，例如流動的河流、危險的熔巖或核反應堆等惡劣環境中也可以發揮其獨特的作用。

2.2電分析化學的還涉及到電極過程動力學和電極反應機理的研究

電極過程是電極表面進行的化學和表面擴散現象。電極過程動力學有利于冶金、有機物合成、化學傳感器以及金屬材料的腐蝕防護。電分析化學關于電極反應的原理的研究有助于考察原電池形成的具體規律和運用原電池的各種化學腐蝕現象的解釋說明。

2.3物質在電極上的氧化還原反應對許多學科都具有借鑒意義，尤其表現在生物化學和藥物學方面

例如，藥物在人體內的代謝過程就是一個生物氧化還原過程，與藥物在電極上的氧化還原反應具有某些相似性。從電極反應的機理，可以了解這些藥物的生物氧化還原過程。研究拒抗作用和人體中常見物質的影響等，為藥物的具體臨床使用和藥效的有效發揮等醫學領域方向的研究提供必要的理論基礎。

【參考文獻】

[1]曹楚南.腐蝕電化學原理，化學工業出版社，2008.

第2篇：電化學腐蝕范文

關鍵詞：電化學腐蝕 化學腐蝕 接觸腐蝕 雙金屬電偶腐蝕 防腐蝕

中圖分類號：K826.16文獻標識碼：A 文章編號：

腐蝕是材料與其環境間的物理化學作用引起材料本身性質的變化。金屬腐蝕是指金屬與其所處環境間發生物理化學作用，導致金屬性能的改變，并常使金屬功能、環境或制作產品的工藝系統遭到破壞。

金屬腐蝕有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種，在腐蝕過程中伴有電流產生的腐蝕，叫電化學腐蝕。兩種不同的金屬接觸時發生的電化學腐蝕，這種腐蝕即為接觸腐蝕，又稱電偶腐蝕。《金屬腐蝕及防護術語和定義》GB10123-88第4.6條雙金屬腐蝕bimetallic corrosion定義為：“由于不同的金屬或其它電子導體作為電極而形成的電偶腐蝕”。

一、電化學腐蝕的形成原理：

電化學腐蝕是由于金屬及其合金在周圍介質的電化作用下而引起的腐蝕，實質上是金屬表面形成許多微小的短路原電池的結果。

金屬中或多或少會含有某些雜質，不同的金屬有不同的電位，同一種金屬內的不同組成物也有不同的電位。當金屬與某一種導電的溶液接觸時，就會出現電位差，使溶液中出現電子流；在這種作用下，比較活潑或不太耐腐蝕的金屬的腐蝕程度一般會加劇，電阻較大的金屬的腐蝕程度會相應減弱；電阻不大的金屬成為陽極，電阻較大的金屬成為陰極；通常情況下陰極部分腐蝕非常少，而電位低的陽極的金屬首先被腐蝕。

二、幕墻工程中常見金屬材料的活潑性能：

幕墻工程中大多數金屬材料是合金，下表1為幕墻工程中常用的金屬及合金材料實際電位序：

表1在飽和空氣、中性海水中一些金屬和合金的實際電位序

在實際應用中，如果金屬和合金的電位序很接近，造成腐蝕的危害程度不大，表1序列中離得越遠，產生的電位越大，極化腐蝕的風險就越大，舉例來說，不銹鋼與銅接觸時，比與鋁或鍍鋅鋼接觸時的危險要小。

電化學腐蝕一般可分為大氣腐蝕、在電解質溶液中的腐蝕和土壤腐蝕三種情況。大氣腐蝕為幕墻工程金屬結構腐蝕的主要腐蝕形式。對鋼結構來說，腐蝕的速度主要與空氣的相對濕度有關。實驗和經驗證明，常溫下，鋼材的腐蝕臨界濕度為60％～70％。也就是說，當大氣的相對濕度小于60％時，鋼的大氣腐蝕是很輕微的，但當大氣相對濕度超過60％時，鋼的腐蝕速度會明顯增加。同時，鋼材的腐蝕速度還與大氣中所含的污染物成分和數量有關。

三、幕墻工程中電化學腐蝕的外在影響：

1、環境影響：環境的性質和侵蝕性很大程度決定了電化腐蝕的等級，一般情況下，電化腐蝕率將隨著環境侵蝕性的提高而大幅度提高。

2、距離作用：由于電流的作用，通常在最靠近接頭的地方被加速腐蝕，侵蝕性隨著離該點的距離增大而降低。受電化腐蝕影響的距離視溶液的導電性而定，電化腐蝕最有可能在兩種不同金屬或合金的接頭附近發生，比如說，焊接接頭通常比一種凸緣連接更有可能發生腐蝕。

3、面積作用：電化腐蝕另一個重要的因素是面積作用或陰陽極面積之比。一個大面積的陰極和一個小面積的陽極構成一種不合適的面積比率，在陽極區的電流密度越大，腐蝕速率越大。這種面積作用可通過下面的試驗得到證明，在一側，鋼板用銅鉚釘鉚接，在另一側，銅板用不銹鋼鉚釘鉚接，將它們都浸沒在海水中，一段時間過后，鋼板稍微有些腐蝕，銅板上，鋼鉚釘完全被腐蝕。

四、金屬腐蝕等級標準：

根據《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）對腐蝕性分級的規定，各種介質對金屬材料長期作用下的腐蝕性，可分為強腐蝕、中等腐蝕、弱腐蝕、微腐蝕四個等級。各種介質對金屬材料的腐蝕性等級應嚴格按《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）的規定執行。

五、金屬腐蝕的防護方法：

為防止或減少金屬的腐蝕并延長其使用壽命而采取的各種措施，稱為防護方法。使用絕緣性的保護層把金屬與腐蝕介質隔離開來，消除產生腐蝕原電池的條件，即采用防護層的方法防止金屬腐蝕是目前應用得最多的方法。常用的保護層有金屬保護層、化學保護層、非金屬保護層三種。

1、金屬保護層 ：

金屬保護層是用具有陰極或陽極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、噴鍍、化學鍍、熱鍍和滲鍍等方法，在需要防護的金屬表面上形成金屬保護層（膜）來隔離金屬與介質的接觸，或利用電化學的保護作用使金屬得到保護，從而防止了腐蝕。在幕墻工程中常見為鋼材熱浸鍍鋅、鋁合金型材的電泳涂漆、粉末噴涂、氟碳漆噴涂等等。

2．化學保護層：

化學保護層是用化學或電化學方法使金屬表面上生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質與金屬接觸來防止對金屬的腐蝕。例如鋼鐵的氧化（發蘭）、鋁的電化學氧化。

3．非金屬保護層：

非金屬保護層是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通過涂刷和噴涂等方法，在金屬表面形成保護膜，使金屬與腐蝕介質隔離，從而防止金屬的腐蝕。

六、幕墻工程設計中，關于雙金屬腐蝕的具體方法：

在幕墻工程設計中，應根基具體情況選用適當的金屬腐蝕防護方法。

1、在進行工程設計時，在選材方面應盡量避免由異種材料或合金相互接觸。若不可避免時，應盡量選擇在電偶序中位于同組或位置相近的金屬或合金。

2、要避免大陰極和小陽極面積比的組合。

3、施工中可考慮在不同金屬的連接處或接觸面采取絕緣措施（尼龍墊），避免不同金屬的直接接觸。

4、采用適當的涂層或金屬鍍層進行保護。但使用涂層時必須十分小心謹慎，必須把涂料涂覆在陰極性金屬上，這樣可顯著減小陰極面積；如果只涂覆在陽極性金屬上，由于涂層的多孔性或局部涂層脫落，必然產生嚴重的大陰極和小陽極組合的有害局面。在使用金屬鍍層時，必須注意金屬間的電位差。

5、設計時選用容易更換的陽極部件，或將它加厚以延長使用壽命。

6、采用電化學保護方法，即使用外加電源對整個構件實行陰極保護或安裝一塊電極電

位比被保護的兩種金屬更負的第三種金屬。

明白雙金屬腐蝕的原理并有效的克服它是幕墻設計中很重要的一個環節。比如說幕墻主

第3篇：電化學腐蝕范文

[關鍵詞]鍍鋅鋼絲 海光纜 使用壽命

材料受周圍介質的作用而遭受的變質或損壞叫做腐蝕。材料包括金屬和非金屬，如鋼鐵、不銹鋼、有色金屬和塑桿、混凝土、木材。

周圍繞環境介質指材料所處的溫度、壓力、應力、光照、輻射、生物條件、固液氣態介質。對材料的作用包括化學的、電化學的、機械的、生物的以及物理的作用。

金屬腐蝕按原理分，可分為化學腐蝕以及電化學腐蝕。通常金屬材料與外界介質發生化學反應而損壞的現象叫做化學腐蝕，這只是一種單純化學作用，不產生電流。而電化學腐蝕過程中通常伴有電流產生。我司的深海光電復合纜能夠敷設在海底2000米的深海中，其外層鎧裝鋼絲發生的腐蝕一般是電化學腐蝕。

一、鍍鋅鋼絲的電化學腐蝕過程及基本原理

將鍍鋅鋼絲置于海水中，其發生的電化學腐蝕一般經過以下4個步驟：

（1）鍍鋅層完整地覆蓋于整個鋼絲基體，鍍層發生腐蝕；

（2）鍍層發生部分破壞，鋅作為犧牲陽極對鋼絲基體提供陰極保護；

（3）鍍鋅層全部破壞，鋼絲基體開始腐蝕，鋅的腐蝕產物抑制腐蝕過程；

（4）鋼絲基體發生快速腐蝕。

在海水環境中，鋅層最先發生電化學腐蝕。在陰極區，其腐蝕的電化學反應如下：

ZnZn++2e

在海水腐蝕下，電解液中含有大量的C1-，在陽極區發生反應：

5Zn++2Cl-+8H2OZn（OH）8Cl2+8H+

鍍鋅鋼絲置于海水中，其先與海水接觸發生電化學腐蝕，為鋼絲提供了陰極保護。同時生成的腐蝕產物附著鋼絲表面，減緩了進一步的腐蝕，同時抑制了鋼絲的腐蝕。

二、鍍鋅鋼絲在海水中的使用壽命

整個海洋環境主要分為五個區：海洋大氣區，海洋飛濺區，海水潮差區，海水全浸區，海底泥土區。這五個區的腐蝕均隨海水溫度的升高而加重。海底泥土區含有大量沉淀物，含鹽量高，具有較好導電特性，泥土成為良好電解質，此外，這個區的含氧量低，易生長厭氧的硫酸鹽還原菌等細菌，對金屬造成腐蝕，但和其他四區相比，泥土區腐蝕程度較輕，而我司的深海光電復合纜敷設在海底2000m處，正是處于海底泥土區，而這個深度的海水常年溫度在1℃～2℃，溫度偏大低，因此相對于海洋的其他位置，此光電復合纜敷設的地方腐蝕相對較輕。

根據以前的研究，碳鋼在海水中的腐蝕遵循以下關系：

D=A+k（t-1）

其中D為碳鋼的平均腐蝕深度（mm），t為暴露時間，A為碳鋼在海水中暴露第一年的平均腐蝕速度，k為碳鋼在海水中暴露的穩定腐蝕速度（大到在0.05mm/a-0.13mm/a）。據研究，A范圍為0.1～0.22。

以鍍鋅鋼絲的直徑為3.23為例，經粗略計算，表面的鋅層厚度大概為0.07mm，因此鍍鋅鋼絲內部鋼的直徑為3.09。

利用腐蝕公式：D=A+k（t-1），其中A取中間值0.16，k也取中間值O.09mm，可計算得t約為17。因此，若將直徑3.09，未鍍鋅的鋼絲直接置于海中，需要17年才能腐蝕完。鋼絲表面鍍有0.07mm的鋅層，這鋅層為鋼絲提供了陰極保護，同時鋅層的電化學腐蝕產物附著在鋼絲表面，形成致密均勻的氧化膜，阻止了外界離子向鍍鋅層的擴散，一定程度上減緩了鍍鋅層的腐蝕，使得鋼絲不易發生電化學腐蝕，從而減緩了鋼絲的腐蝕速度。

以上的分析是將鍍鋅鋼絲直接與海水接觸得到的，但實際中，一般鋼絲外層繞有雙層PP繩，同時涂覆有瀝青，這有效得杜絕了鋼絲與海水的直接接觸，大大減輕了電化學腐蝕的發生條件，使得鍍鋅鋼絲更加不易發生電化學腐蝕，腐蝕速度將減少50%以上，因此由以上原因分析可推斷，鍍鋅鋼絲的壽命起碼可以翻倍，超過30年。

三、結論

第4篇：電化學腐蝕范文

【關鍵詞】燃氣管道；化學腐蝕；電化學腐蝕；防護措施

現今社會，埋地管道仍然是燃氣輸送的主要途徑。管道材質基本上為鋼質管材、鑄鐵管材和新型材料如PE管等，但是鋼質管材仍占主導地位。地下管網一般是用手工電弧焊連接焊接鋼管，用石油瀝青加強防腐，直埋地下，從而使管道內外分別直接與燃氣和土壤接觸。經過一段時間使用，燃氣管道可能會發生腐蝕穿孔開裂等現象，但由于管道深埋地下，這種現象很難被發現。燃氣泄漏甚至爆炸等事件已屢見不鮮，輕則影響正常使用，重則危及到人們生命財產安全。因此，通過對管道泄漏的原因進行全面的分析，加強管理，采取必要的防范措施確保供氣安全是十分必要的。管道腐蝕、管材質量問題、設計安裝工藝問題、管道接口松動、其他工程施工影響等等因素都有可能造成管道泄漏，而管道腐蝕往往是主要原因。

一、腐蝕的原因

管道在輸氣過程中，內壁直接與燃氣雜質接觸，使管道受到均勻腐蝕較多，管壁逐漸變薄，但因此產生突然泄漏的可能性較小。管道外壁與土壤接觸，土壤中的石塊、植物根莖、細菌、散雜電流等都會破壞防腐層，使管道發生局部腐蝕。局部腐蝕更大程度上造成了管道泄漏。按腐蝕機理不同腐蝕可分為化學腐蝕、電化學腐蝕、微生物腐蝕等。（1）化學腐蝕。單純由化學作用引起，金屬管道與接觸到的物質直接發生氧化還原反應生成化合物的過程。由于管道受土壤中酸堿化學物質腐蝕，使管道外壁腐蝕變薄。另外燃氣中含有腐蝕性成份，如H2S、CH3CH2SH、CO2、水等雜質對管道內壁形成化學腐蝕，造成泄漏。（2）電化學腐蝕。金屬材料與電解質溶液接觸，形成原電池，通過電極反應產生的腐蝕。一是氧濃差電池腐蝕。市區地下除了燃氣管道外還有供水、供暖、排水等管道，這就造成了不同區域土壤的潮濕程度、透氣程度、含氧程度也大不相同。當管道從含氧不同的土壤中穿過時，氧濃度大的區域電位高，為陰極，氧濃度小的區域電位低，為陽極，從而引起宏觀電池腐蝕——氧濃差電池腐蝕。位于陽極區的管道將逐漸被腐蝕。二是管道內電化學腐蝕。燃氣中含有H2S、CO2、水等雜質除了對管道產生酸腐蝕以外，還在管道表面發生電化學腐蝕。H2SH++ HS-；HS-H++S2-，陽極反應：FeFe2+ + 2e，陰極反應：2H++2eH2；O2+H2O+2e2OH-，化學反應：Fe2++S2-FeS；Fe+O2+H2OFe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）2。（3）微生物腐蝕。土壤pH值為4.5～9.0時，硫酸鹽還原菌最為活躍，從而導致土壤性質不均勻進而產生氧濃差電池腐蝕

二、防護措施

管道泄漏不僅造成了嚴重的經濟損失，甚至威脅到人們的生命安全。亡羊補牢不如未雨綢繆，因此預防管道泄漏是保證管道安全的首要任務。（1）外壁防護措施。管道外壁可采用瀝青絕緣層、熔結環氧粉末、聚乙烯膠帶、PE三層結構覆蓋層、稀土鋁防腐材料等進行防腐。其中PE三層結構覆蓋層、稀土鋁防腐材料因其更能適應環境，近年來發展迅速。此外還可采用外加電源陰極保護或者添加氧化劑犧牲陽極保護，從而避免管道外壁腐蝕。（2）內壁防護范措施。首先嚴格控制燃氣的生產工藝過程，凈化燃氣，盡量降低硫化氫、二氧化碳、水等雜質的含量。再次在管道內涂防腐材料，防止管道內壁腐蝕。（3）其他防護措施。一是嚴把質量關，嚴格控制管道質量。二是建立完善的設計、監理、施工、驗收體系，保證工程質量，避免運輸施工中損壞管道，提高管網安全運行的可靠性。三是采用新技術、新材料、新工藝，提高管道穩定性，延長管道使用壽命，降低使用成本。四是定期開展管道防護層檢（補）漏工作，以便及時發現并處置隱患。

三、結語

本文主要通過化學腐蝕、電化學腐蝕方面對管道腐蝕泄漏進行了分析并提出了相應改進措施。隨著科學的發展，各種新材料新工藝不斷出現，管道的安全可靠運行性將大為提高，管道的壽命大為延長，帶來的社會效益和經濟效益將是十分可觀的。

參 考 文 獻

[1]陳洪玉等．埋地煤氣管道局部腐蝕原因分析[J]．表面技術．2006（4）

[2]張超，楊基春．淺析管道泄漏的原因及對策[J]．應用能源技術．2008（8）：7～1

[3]周安娜，朱靜．煤氣管道的腐蝕與防腐[J]．燃料與化工．2002，33（5）：263～265

[4]曹輝玲．天然氣管道的檢漏工程[J]．真空．1999（5）：29～23

[5]趙國勝，周宏斌，李寶慶．燃氣管道泄漏原因及探漏方法的探討[J]．焦作工學院學報：自然科學版．2002，21（5）：355～356

第5篇：電化學腐蝕范文

關鍵詞：磺化工藝；管線腐蝕；防護

中圖分類號：TQ637

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）20-0074-02

1　磺化工藝概述

磺化工藝是以烷基苯和硫磺作為基本原料，利用烷基苯與三氧化硫降膜反應生成烷基苯磺酸產品；三氧化硫是由液體硫磺與空氣燃燒產生二氧化硫，二氧化硫催化轉化而成。尾氣利用除霧設備、堿和烷基苯吸收后得到達標尾氣。磺化工藝管道介質主要有烷基苯磺酸、三氧化硫、烷基苯、二氧化硫、堿液等。

金屬材料的腐蝕主要為物理腐蝕和化學腐蝕。根據我廠工藝條件，管道的腐蝕主要由化學腐蝕造成，物理腐蝕所造成的影響遠小于化學腐蝕。

我廠各類工藝管線中，三氧化硫、二氧化硫、烷基苯和堿液等管線主要是全面腐蝕，腐蝕分布在整個金屬表面上，均勻腐蝕的危險性相對較小，因為若知道了腐蝕的速度，即可推知材料的使用壽命，并在設計時將此因素考慮在內，故本文不再

討論。

2　烷基苯磺酸管線

硫酸管線腐蝕現象比較嚴重，而且管線多為局部腐蝕，腐蝕造成的危害性極大，管線、容器在使用較短的時間內造成腐蝕穿孔，物料泄露，嚴重得影響了生產運行，大大縮短了管線、容器的使用壽命。經過統計，腐蝕部位主要集中在管線焊道、低點和積垢處等。近幾次停車檢修中，該區域出現多處漏點，拆洗管線亦發現管線內壁有不同程度的減薄，特別是三通、彎頭與管線焊口部位為漏點多發部位，管線內壁底部腐蝕普遍嚴重。

分析：磺化管線所受化學腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕。

（1）金屬的化學腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生純化學作用而引起的破壞。例如與硫酸管線的腐蝕主要由于低濃度硫酸的出現與管線發生如下反應產生腐蝕：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O

這也是硫酸管線的主要腐蝕原因。當磺酸管線內積水時也發生上述反應。

（2）金屬與電解質溶液作用所發生的腐蝕，是由于金屬表面發生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學腐蝕。磺化管線的另一個腐蝕因素是電化學腐蝕。

我廠磺化工藝生產周期較短，所以磺酸管線清洗周期較短，清洗頻率較高，清洗后管線內殘留物駐留時間長。管線清洗使用加熱稀堿液沖洗，然后清水沖洗，最后儀表風吹掃。清洗過程會造成管線內部存留部分微量水分在管壁四周，特別是在低點、彎頭和焊道等處積垢積水腐，造成腐蝕更加

嚴重。

此類管線電化學腐蝕機理：

（1）當清洗水為強酸性環境中

析氫腐蝕（鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時）

負極（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

Fe2+＋2H2O=Fe（OH）2＋2H+

正極（雜質）：2H+＋2eˉ=H2

電池反應：Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2

由于有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕。

（2）在清洗水為弱酸性或中性環境中

吸氧腐蝕（鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時）

負極（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

正極：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ

總反應：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2

由于吸收氧氣，所以也叫吸氧腐蝕。

析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe（OH）2被氧所氧化，生成Fe（OH）3，脫水生成Fe2O3鐵銹。

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

3　防護措施

針對以上兩個腐蝕原因的分析，并結合我廠實際生產條件做出以下幾條防護措施：

（1）改進清洗方式，盡量減少管線內存水。清洗完畢后用烷基苯原料置換沖刷管線，烷基苯本身沒有腐蝕性，可用它置換管線中的水分，避免了水分和積垢造成的腐蝕；烷基苯原料可沾附在管線內壁，有效隔絕空氣，切斷電化學腐蝕反應。

（2）減小溶液的停滯與積聚，防止殘留液腐蝕與沉積物腐蝕。管線清洗過后，先低點排放至放空后，再用儀表風追掃。通過該步驟盡量減少管線內的存留液體及垢物，清除低點、彎頭和焊道等處的腐蝕隱患物。

（3）建立定期性的管線檢測制度，完善管線腐蝕檔案。做到對管線的腐蝕變化隨時跟蹤，提前發現問題和隱患。

（4）溫度對化學腐蝕和電化學腐蝕的速度有很大影響，溫度較高可以加速腐蝕速度。磺酸管線在停用時，將用于管線保溫的伴熱線停用，降低腐蝕速度。

（5）在管線材質選擇上，由于腐蝕的多樣性，無法完全滿足工況要求，而且價格過高，經濟上不合理，通過以上工藝的改進及其他方法可取得較好的防腐效果，經濟合理。

眾所周知，防腐蝕的目的在于延長設備的使用壽命，確保安全生產，提高綜合經濟效益，因此需要確定技術可靠、經濟合理的防腐蝕措施。

參考文獻

[1]　李福軍，陳月勛，李曉川，鮑春雷，蘇貴玉．油水井套管的腐蝕及防護理論、實驗與應用——油水井套管的腐蝕與防護[J]．大慶石油學院學報，2004，（2）．

[2]　劉秦龍，孔祥迪，程兵，王崇．油氣田CO2腐蝕與防護研究[J]．內蒙古石油化工，2011，（1）．

[3]　劉劍鋒，王文娟，馬健偉．埋地管道腐蝕機理及應對措施[J]．石油化工腐蝕與防護，2006，（6）．

第6篇：電化學腐蝕范文

關鍵詞：化工機械防腐

化工機械腐蝕是自發的普遍存在的現象，機械設備被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化，造成設備破壞以及資源和能源的嚴重浪費，使企業受到巨大的損失。因此研究腐蝕機理，采取防護措施，提高防腐能力，對經濟建設有著十分重大的意義。化工機械設備在被腐蝕之后，其色澤、外形及其機械性能等各方面均可發生不同程度的變化，從而造成了化工機械設備的損壞以及能源、資源較為嚴重的浪費，使得化工企業的生產成本受到了較為較大的影響和危及安全生產，化工企業也因此蒙受了經濟上的損失。因而采取積極有效的防腐蝕措施，提高化工機械設備的防腐能力是當今化工相關生產領域所面臨的關鍵問題。

1 腐蝕的原因和種類

1.1 腐蝕的原因

金屬本身的組成和結構是銹蝕的根據；外界條件(如：溫度、濕度、與金屬接觸的物質)是促使金屬銹蝕的客觀因素。在一些工業企業尤其化工企業的環境介質中，含有大量的SO2、CO2、H2S、氫氧化物、鹽霧、硫化物、鹵化物等有害物質，有些環境還伴有高溫和潮濕等，在這些因素的綜合影響下，金屬便與這些有害物質發生物理、化學反應，形成腐蝕。

1.2 腐蝕的種類

1.2.1 按腐蝕產生的機理分類

(1) 化學腐蝕金屬表面與其周圍的介質發生化學反應，生成一種新的物質(氧化物)從而使金屬受到破壞的現象。這類腐蝕主要以高溫干燥環境下的金屬與腐蝕介質直接發生反應的形式發生。

(2) 電化學腐蝕金屬材料與電解質溶液接觸，通過電極反應產生的腐蝕。電化學腐蝕反應是一種氧化還原反應，這類腐蝕主要發生在潮濕環境下。

1.2.2 按腐蝕產生的原因及表象分類

按腐蝕產業的原因及表象可分為：高溫氧化腐蝕、剝層腐蝕、點狀腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、疲勞腐蝕、電化學腐蝕、焊接應力腐蝕、振動磨損腐蝕、工業大氣腐蝕、海洋大氣腐蝕等。

對化工行業來說，機械設備的腐蝕以電化學腐蝕、焊接應力腐蝕、縫隙腐蝕及疲勞腐蝕為主，特別是電化學腐蝕最為嚴重，多種腐蝕的結果最終均導致電化學腐蝕。

2 腐蝕產生的化學機理

2.1 電化學腐蝕機理

金屬的電化學腐蝕是指金屬表面與離子導電介質發生電化學作用而產生的破壞。 任何一種按電化學機理進行的腐蝕反應至少包含有一個陽極反應和一個陰極反應， 并以流過金屬內部的電子流和介質中的離子流聯系在一起。 陽極反應是金屬離子從金屬轉移到介質中并放出電子的過程，即陽極氧化過程。相對應的陰極反應是介質中氧化劑組分吸收來自陽極的電子的還原過程。碳鋼在酸中腐蝕時，在陽極區 Fe 被氧化為Fe2+離子，所放出的電子自陽極(Fe)流至鋼中的陰極(FeC)上，被H+離子吸收而還原成氫氣，其反應式為：

Fe+2H+――Fe2++H2

這種電化學腐蝕機理實質上是一個在金屬內部形成的短路原電池，即電子回路短接，電流不對外做功，電子自耗于腐蝕電池內陰極的還原反應中。可見促進金屬陽極的離子化，即可加劇腐蝕速度。

2.2 工業大氣腐蝕機理

在工業污染較重的地區，空氣中含有高濃度的 SO2 、CO2 、H2S、鹵化物、硫化物及鹽等揮發物和工業粉塵等腐蝕性介質， 這些介質物中的酸性氣體在潮濕的條件下會與水化合生成無機酸。鐵質合金在這種介質中，會發生一系列連鎖反應，導致鋼材嚴重損壞。

鋼材在工業大氣中的腐蝕是直接化學腐蝕和電化學腐蝕的結合，工業大氣腐蝕以 SO2的腐蝕最為嚴重，因為 SO2可形成酸雨，能起到催化劑的作用。

3 化工機械的防腐設計

腐蝕破壞是金屬材料最主要的破壞形式之一，所以在機械設備的采購選用，包括在選購后的安裝使用各環節，需要為設備自行設計配套一些附件時，都要特別重視這一因素。可以說設備構件的功能作用和設備在腐蝕環境下的防腐設計是同等重要的。

3.1材料的選用

用來制造通用機械設備的材料大部分是普通碳素鋼，其特點是價格低廉，供應方便，容易加工。在普通工作條件下使用，腐蝕對其危害不大，但如果使用在化工行業這種高濃度腐蝕性介質的環境下，因為它的抗腐蝕性能差，就會易于遭受侵蝕。如常用的Q235 鋼材，其在酸氣、鹽霧介質中的腐蝕速度高達0. 5～1.0mm/a，雖然各企業都定期對設備及構件進行防腐涂漆，但只要漆膜出現劃傷或局部脫落，就會立即產生電化學腐蝕并不斷擴展，導致使用壽命大大降低，因此化工企業不宜選用這類鋼材制作的機械設備，而應選用以耐腐蝕鋼如 16MnCu、09MnCuPTi 等普通低合金鋼為制造基材的設備。雖然低合金鋼價格比碳鋼貴些，但總的經濟效益比碳鋼要高。統計顯示，低合金鋼所制造設備的使用壽命是采用普通碳素設備的2～3倍，所以相對性價比還是高很多。

3.2 結構和工藝的防腐設計

如果構件的幾何形狀設計不合理或過于復雜，經常會引起機械應力、熱應力、積液、積塵及金屬表面漆膜漏涂破損等缺陷，從而導致局部的氧化腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕等，因此必須從防腐角度考慮結構設計和工藝設計的合理性。下面做幾個方面的分析：

(1) 構件的形狀應盡可能簡單。

(2) 防止構件表面損壞或有傷痕。

(3) 構件盡量選用同一種金屬材料。如機座與主機應為同種材料，因不同材料間易產生電偶腐蝕。

(4) 盡量減少縫隙。

(5) 選擇合適的結構形式和優質的防銹漆，以便使腐蝕介質與構件完全隔離，特別要注意焊縫的涂漆，合理的涂漆結構(如兩塊型材間的連接要采取背靠背的方式等)可使構件的任意一面或部位都方便涂漆。

(6) 防止殘余水在設備上的滯留。設計時要避免有向上的容器狀凹處，如不能避免亦應設排水孔。

(7) 焊接時應盡量防止出現內應力和應力集中。以采用連續焊為好，間斷焊易產生內應力。

(8) 應避免焊接缺陷。比如焊瘤、咬邊、噴濺及未焊透等，這些焊接缺陷會形成新的腐蝕點，如焊瘤除了形成應力集中外，還在焊瘤與母材間形成夾縫；咬邊是形成應力集中的根源，它的凹陷邊也形成夾縫。 這兩種缺陷易產生應力腐蝕和縫隙腐蝕。焊接電流過小或焊接速度過慢易產生焊瘤；而咬邊的產生則是由于焊接時焊接電流過大和焊接速度過快，以及角焊時焊條角度不適當等原因。所以，合理的焊接工藝及過硬的焊接技術是十分重要的。另外，焊縫未焊透所造成的夾縫和孔洞也會引起縫隙腐蝕和小孔腐蝕。

(9) 為進一步防止縫隙腐蝕，對構件連接處夾縫也應合理設計。常見的構件連接形式有搭接和對接兩種：對搭接接頭應盡可能不用鉚接連結，因鉚接節點的夾縫會積液和積塵，產生縫隙腐蝕，所以宜采用焊接連結。焊接連結亦應采用雙面連續填角焊，即使二者的搭接面被焊縫完全封閉起來，如采用單面搭焊因搭接面處有縫隙則會產生縫隙腐蝕和電偶腐蝕，故不推薦；對于對接接頭，應采用雙面連續對接焊，從而避免縫隙腐蝕。

4 腐蝕的防護

化工機械設備的防腐方法相對比較多，其中主要是采取改善金屬本質的方法，將金屬和腐蝕介質相隔離，或者是采用對金屬的表面進行處理的方法，以改善其腐蝕環境和電化學保護，而其中的電化學保護方法在化工機械設備的防腐中有著較為重要的意義。在電化學保護方法當中，應用犧牲陽極的保護方法而對化工機械設備進行陰極的保護，是目前一種較為有效的防腐控制方法。

第7篇：電化學腐蝕范文

【關鍵詞】輸油管道；腐蝕；防止

隨著國民經濟的發展，管道輸油的優點日益突顯出來。輸油管道基本上都采用碳素鋼無縫鋼管、直縫電阻焊鋼管和螺旋焊縫鋼管。輸油管道的敷設一般采用地上架空或埋地兩種方式。但無論采用那種方式，當金屬管道和四周介質接觸時，由于發生化學作用或電化學作用而引起其表面銹蝕。這種現象是十分普遍的。金屬管道遭到腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化，影響所輸油品的質量，縮短輸油管道的使用壽命，嚴重可能造成泄漏污染環境，甚至不能使用。由于金屬腐蝕而引起的損失是很大的，因此，了解腐蝕發生的原因，采取有效的防護措施，有著十分重大的意義。埋地鋼質輸油管道在長期的輸油運行過程中由于輸送介質的影響，會對管道主體造成嚴重的腐蝕，致使管道存在潛在的運行風險。利用先進的導波檢測手段對沿線的重點地穿越、跨越及管線低點閥室情況進行檢測，通過對管道的防腐層及陰極保護做全面檢測與評價，全面掌握管道的腐蝕狀況，對下一步運行提出合理化運行方案。

1、輸油管道腐蝕狀況陰極保護系統檢測

1.1 陰極保護原理

由于金屬本身的不均勻性，或由于外界環境的不均勻性，都會在金屬表面形成微觀的或宏觀的腐蝕原電池。

1.2 鋼質管道腐蝕檢測手段

目前，通常情況下，對于鋼質管道腐蝕狀況檢測手段主要采用常規參比電極法、CIPS（密間隔電位測試）、DCVG（直流電壓梯度法）法三種。

1.3 輸油管道不停輸密間隔電位檢測

密間隔電位測量是國外評價陰極保護系統是否達到有效保護的首選標準方法之一。檢測是在有陰極保護系統的管道上通過測量管道的管地電位沿管道的變化（一般是每隔1～5m測量一個點）來分析判斷防腐層的狀況和陰極保護是否有效。測量時得到ON/OFF兩種管地電位。測量時在陰極保護電源輸出線上串接斷流器，斷流器以一定的周期斷開或接通陰極保護電流，從一個陰極保護測試樁開始，將尾線接在樁上，與管道連通，操作員手持探杖，沿管線每間隔大約 3m測量一點，記錄每個點的ON/OFF電位，得到沿管道長度方向的管對地電位間兩條曲線。為了去除其他電源的干擾，直流電壓梯度法（DCVG）測試技術采用了不對稱的直流信號加在管道上。由一個安裝在陰極保護電源陰極輸端的周期定時中斷器控制。

2、輸油管道腐蝕種類

根據金屬腐蝕過程的不同點，可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。

2.1 化學腐蝕單純由化學作用而引起的腐蝕叫化學腐蝕。例如，金屬在空氣中，與空氣中的O2、H2S、SO2、CI2等接觸時，在金屬表面上生成相應的化合物。通常金屬在常暖和干燥的空氣里并不腐蝕，單在高溫下就輕易被氧化，生成一層氧化皮，同時還會發生脫碳現象。此外，在油品中含有多種形式的有機硫化物，環烷酸它們對金屬輸油管道也會產生化學腐蝕。

2.2 電化學腐蝕當金屬和電解質溶液接觸時，由電化學作用而引起的腐蝕叫做電化學腐蝕。它和化學腐蝕不同，是由于形成了原電池而引起的。金屬管道與含有水分的大氣，土壤、湖泊、海洋接觸。這些介質中含有CO2、SO2、HCI、NaCI及灰塵都是不同濃度的電解質溶液，金屬本身由于含有雜質，由于鐵元素和雜質元素的電位不同，所以當鋼鐵暴露于潮濕空氣中時，由于表面的吸附作用，就使鐵表面上覆蓋一層極薄的水膜。水的電離度雖小，但仍能電離成H+離子和OH-離子，在酸性介質的大氣環境中H+的數量由于水中溶解了CO2、SO2等氣體而增加。因此，鐵和雜質就似乎放在含有H+、OH-、HSO3-等離子的溶液中一樣，形成了原電池。鐵為陽極，雜質為陰極。由于鐵和雜質緊密地接觸，電化學腐蝕作用得以不斷進行。鐵變成鐵離子進入水膜，同時多余的電子移向雜質。水膜中的Fe2+離子和OH-離子結合，生成Fe（OH）2附著在鐵表面，這樣鐵便很快遭受腐蝕。該腐蝕實際上是在酸性較強的情況下進行的。在一般情況下，假如鐵表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，則在陽極也是鐵氧化成Fe2+離子，在陰極主要是溶解于水膜中的氧得到電子：陽極2Fe=2Fe2++4e陰極O2+2H2O+4e=4OH-，所以介質中不僅H+離子能引起金屬腐蝕，含有氧時也能腐蝕。

2.3 腐蝕的防止地下管道的腐蝕主要有電化學腐蝕、雜散電流腐蝕和微生物的腐蝕等。影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和外界介質兩個方面。就金屬本身來說，金屬越活潑就越輕易失去電子而被腐蝕。外界介質對金屬腐蝕的影響也很大，假如金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質溶液，都易于腐蝕。

3、輸油管道的防腐一般采用如下方法：

3.1 上管道外防腐根據以往經驗，普遍認好以紅丹油性防銹漆、紅丹醇酸防銹漆等作底漆。這些漆防繡性能好，與鋼鐵表面附著力強。施工現場用樟丹和清油現配，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，以利調和快干。待底漆干燥后，均勻涂刷兩遍面漆。面漆材料有很多種，但使用較多的為鋁粉漆。鋁粉漆漆膜平滑、堅韌、附著力強，并有金屬光澤。施工現場配制時，其配比為：鋁粉：清油或清漆：溶劑汽油。

3.2 埋地管道的防腐絕緣

3.2.1 內防腐由于油品的潔凈度不同，油品中仍殘留一些雜質，水分、微生物，前面也提到過，因為這些殘留物的存在，管道內壁也會形成原電池，造成腐蝕，產生的銹片將嚴重影響油品質量。一般內防腐采用036耐油防腐涂料。該涂料化學穩定性好，機械性能高，不污染油品，使用方便。施工中要求對底材處理，用噴丸除銹，質量應達到國標Sa2.5級。做兩道036-1底漆，再涂兩道036-2面漆。按規定嚴格控制涂漆厚度。

3.2.2 外防腐埋地管道的防腐絕緣，一般分三級；當土壤電阻率

第8篇：電化學腐蝕范文

關鍵詞：接地網；云平臺；電化學技術；腐蝕狀態；遠程監測；移動終端

1 概述

由于腐蝕導致的接地網金屬導體侵蝕或者斷裂，使得其接地電阻變大，電氣性能變差，接地保護功能喪失。在設計建造接地網的過程中，相關人員也采取各種有效措施來限制接地網腐蝕的發生，但是采取各種有效措施也不能預見接地網因腐蝕導致的意外故障，從而影響整個電力系統的安全運行[1]。在實際接地網腐蝕程度檢測中，常根據一個地區的土壤腐蝕率粗略的來判斷，然后挖開部分區域的接地網進行實際檢查。這種接地網腐蝕檢測手段原始單一、自動化水平低、而且耗費時間人力、具有一定的盲目性，而且無法檢測整個變電站接地網的腐蝕情況。

由于接地網深埋地下，接地網導體會發生土壤腐蝕。腐蝕速率反映腐蝕發生的快慢，土壤的電阻率與土壤的腐蝕速率存在著一定關系，所以可以用土壤的電阻率來衡量腐蝕發生的程度。土壤電阻率與濕度及土壤中各種化學成份有關，電阻率越大，其腐蝕性就越小。金屬會發生多種類的腐蝕，化學腐蝕和電化學腐蝕是金屬腐蝕的最常見形式[2]，而且在大多數情況下，這兩種腐蝕都是并存的發生，但以電化學腐蝕為主要形式，包括接地網腐蝕在內，電化學腐蝕也是其主要形式。故可用電化學腐蝕檢測技術來檢測接地網腐蝕狀態，借助電化學特征參量來描述腐蝕狀態[3]。電化學腐蝕檢測技術具有比其他檢測技術測試速度快、靈敏度高的優點，經常應用于金屬腐蝕的檢測中。線性極化法[4]作為電化學檢測腐蝕速率的最為常用的方法之一，具有實施簡單、快速方便的特點，在腐蝕檢測領域得到廣泛應用。將線性極化技術應用在變電站接地網的腐蝕檢測中，可以準確快速的測定接地網的腐蝕速率，響應時間短，測量精度高。

云計算[5]作為當前正在興起的數據存儲處理計算模式，正發展成為一種全新的商業模型。其已經成為企業在信息領域應用的必不可少的環節。云平臺運用虛擬化的計算資源為用戶提供服務平臺，用戶可根據自身需要獲得相應計算力、存儲數據和軟件功能。作為并行計算、分布式計算和網格計算發展的聚合體，云計算提供了嶄新的數據處理模式，整合海量數據，可靠性高，為用戶提供方便快捷、切實有效的分析功能，極大的提高了企業工廠的工作效率。將云平臺和接地網腐蝕監測系統對接，實現了一種全新的接地網腐蝕監測系統，在該系統中，通過電化學狀態傳感器三電極體系測得接地網的腐蝕速率、腐蝕深度，然后將該信息傳送至云平臺，經過云計算進行科學、全面綜合的分析，掌握接地網的運行狀況，同時對接地網的壽命進行預測，從而及時對接地網進行維修和更換。這種基于云平臺的接地網腐蝕狀態監測系統很大程度上實現了檢測系統的自動化、數字化程度，能夠及時避免因接地故障而導致的安全事故，因此該系統具有很強的應用價值。

2 接地網腐蝕狀態檢測單元

2.1 線性極化法

線性極化法是快速測定金屬瞬時腐蝕速率的電化學腐蝕檢測方法之一。其原理是：對處于自腐蝕狀態的金屬電極施加電位 進行陰極極化時，電極電位將發生負移，根據金屬腐蝕動力學原理，此時的陰極極化電流ik為：

將式（1）中以級數形式展開，因為過電位Δ？漬很小且小于10mV，可將級數中的高次項忽略，可得：

進一步變換，可得：

由式（2）知，ik與Δφ成正比，既當Δφ

或者

其中，S為電極面積；I為電流強度。由式（2）和式（4）可得：

上式稱為Stern-Geary公式。由式（6）可以得出，腐蝕電流icorr與極化電阻Rp成反比，因此一旦知道bk、bA和Rp的值后，便可求得腐蝕電流icorr。因為是在Δφ很小的情況下，過電位與極化電流成線性關系，極化電阻Rp為其直線的斜率，因此，該方法被稱為線性極化法。

根據法拉第定律，將式（6）腐蝕電流icorr轉化為腐蝕速率V和腐蝕深度d，有：

式（7）和式（8）中，v為腐蝕速度（g/m2?h）；d為年腐蝕深度（mm，a）；icorr為腐蝕電流密度（？滋？住/cm2）；M為金屬的克原子量（g）；n為金屬的原子價；F為法拉第常數；？籽為金屬密度（g/cm3）。

2.2 三極狀態傳感器

三電極測量體系是接地網腐蝕檢測系統的狀態傳感器，該傳感器由研究電極、輔助電極和參比電極組成。三個電極之間等間距固定且上端引出導線用于施加電位進行極化反應，三種電極在電化學腐蝕檢測體系中發揮不同的作用，其狀態結構示意如圖1所示。

（1）研究電極

所謂研究電極，是指研究的是該電極上發生的電化學極化反應。對研究電極的要求是該電極上發生的電化學反應不會受電極自身反應的影響，反應接觸也面積不宜太大。各種能導電的材料均能用作電極，可以是固體也可以是液體。通常根據研究測試的性質及內容來預先確定電極材料。國內的接地網金屬一般用Q235碳鋼。

（2）參比電極

參比電極作為不極化電極，電極上基本沒有電流通過，其電動勢是已知的。該電極主要作為一個參照來測定研究電極的電勢。

（3）輔助電極

在極化反應的過程中，輔助電極的作用是與研究電極形成回路，使研究電極上的電流順利暢通，以保證電化學反應的發生。為了避免與電解質發生化學反應，對輔助電極的結構和材料有一定的要求，輔助電極要有較大的表面積且自身電阻要小，不宜被極化，其通常由惰性材料制成，耐蝕性的金屬合金、鉑或者石墨都可以作為輔助電極。本文中所介紹的輔助電極采用石墨作為輔助電極。

2.3 三電極傳感器等效模型

三電極傳感器深埋土壤層且未被極化時，設研參考、研輔、輔參三個電極之間土壤的等效電阻分別為Rs1、Rs2、Rs3，等效電路模型如圖2所示。

實際所測得的參研、輔研及參輔電極之間的電阻值為m，n，s，則根據電組的Y型連接與Δ型等效變化可得：

由此式便可得Rs1，Ra2和Ra3。

將參研電極間的自然腐蝕電位Ecorr做為基準，且在輔研電極之間施加階躍電位E，？子為階躍信號持續的時間， ？駐E為研參電極之間電位的變化值，如圖3所示。

此外，在輔研電極之間所加的階躍信號應滿足以下條件：

當電極之間施加小于10mv的小幅值過電位，且持續時間很短時，此時電極表面電化學反應很快，電極表面反應物濃度接近于零，電極表面相當于一個漏電的電容器，等效于一個電容和電阻的并聯，如圖4所示。

根據線性極化理論，結合圖3和圖4可得三電極狀態傳感器系統極化時的等效電路如圖5。其中，ΔE為極化電位，即研究電極與參考電極之間的電位改變值；i，i1，i2，ic和ip為相應的支路電流；u為雙層電容上的充電電壓。

2.4 硬件的選擇與設計

系統的硬件部分主要有以下四部分構成：在輔助電極與研究電極之間施加極化激勵信號的0-100uA階躍電流信號模塊；采集參比電極和研究電極之間激勵響應的獨立雙積分電壓數據采集模塊；為裝置各模塊供電的電源管理模塊；對0-100uA階躍電流信號控制、雙積分數據采樣信號進行分析所得到的土壤腐蝕速率的微處理器模快。

0-100uA階躍電流信號模塊依次由REF200標準用100uA電流鏡像源、精密運算放大器OPA602、階躍式電阻配比繼電器控制模塊構成；REF200用于產生100uA的基準電流源，精密運算放大器OPA602用于對REF200產生100uA電流信號進行放大或者縮小，階躍式電阻配比繼電器控制模塊用于控制OPA602運算放大器的放大或縮小倍數，如圖6所示。雙積分數據采樣ICL7135模塊用于測量參比電極與研究電極的自腐蝕電位以及在研究電極和輔助電極施加激勵后采集參比電極與研究電極之間的響應信號，如圖7。微處理器模塊用于控制0-100uA階躍電流信號的大小和采集雙積分數據采樣ICL7135模塊的數據，如圖8；并以此數據來分析計算出土壤的腐蝕速率后傳送至上位機顯示監測站。

激勵與檢測模塊由控制模塊控制，微處理器模塊的輸入端接入用于采集雙積分電壓數據模塊的輸出電壓信號，微處理器模塊的輸入端接用于控制0-100uA階躍電流信號輸出大小的模塊。檢測時ICL7135雙積分電壓數據采集模塊用于采集參比電極與研究電極之間的電位差V，并在0-100uA電流激勵未加入研究電極與輔助電極之間的時候，記錄參比電極與研究電極之間的自腐蝕電位V0。然后，0-100uA階躍電流激勵施加階躍信號，每隔30s由微處理器模塊控制繼電器模塊使得輸出電流階躍式由小到大變為I1=20uA、I2=24uA、I3=30uA、I4=36uA、I5=39uA、I6=47uA、I7=51u、I8=56uA、I9=62uA、I10=68uA、I11=75uA，并通過ICL7135雙積分電壓采集模塊記錄其相應的響應V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11。

由控制模塊將每次階躍激勵時，檢測的電壓值傳送至上位機，微處理器模塊將階躍式激勵電流作為X軸，雙積分采集電路所采集電壓響應作為Y軸，擬合出其關系曲線，并在所擬合的曲線上找出線性程度最優處，以該最優處所在的坐標（I、U）得極化電阻RP=U/I，由極化電阻RP可求出腐蝕電流密度Icorr=25/Rp，由腐蝕電流Icorr可得出土壤年腐蝕速率V=8.56？鄢10-3？鄢Icorr，進一步得出土壤年腐蝕深度為d=9.65？鄢10-3Icorr。

3 云平臺的實現

微處理器模塊控制部分將所計算出的土壤腐蝕速率通過GPRS模塊傳輸至上位機，再由上位機經無線網絡傳送至云平臺，即云監測系統。

云監測系統主要由位于監測現場前端的電化學腐蝕檢測體系、位于云計算中心的后端測試服務軟件系統和工作人員手中的移動終端設備組成。通過互聯網與云平臺的對接，打破了以前只能進行小規模的監測、監測數據需通過專用網絡傳輸到監控中心和工作人員需安裝相應監測終端的繁瑣過程，不受離線操作的限制，實現了大面積、大規模監測接地網腐蝕的情況。前端設備主要由在線腐蝕速率傳感器和檢測儀組成，前端設備采集到的腐蝕信息，通過網絡的傳，經服務器進行數據的接受與處理，然后再存入云端，進行云存儲和云計算，并且通過WEB服務器進行數據的最后處理和公布。

基于云平臺的接地網腐蝕狀態監測平臺的開發，可以讓任何非專業人員通過專業的監控APP掌握接地網的運行情況。該平臺基于純HTML5技術和標準的工業總線技術，可以在包括平板電腦、手機及電腦在內的移動設備上應用。多比物聯網云監控平臺可以作為現有的SCADA系統，在無需改造現有系統的情況下可以提供很好的遠程移動控制和維護功能。

在變電站運行監控中心能夠遠程實時監控接地網情況；當接地網的腐蝕程度達到一定程度或者出現故障時，及時發出報警信號，協助遠程相關人員及時維修接地網；在有網絡信號的情況下，通過移動終端設備實時監控接地網運行狀態，及時獲取報警信息；包括傳統組態在內的所有功能在內，云平全可以實現，包括實時顯示查詢、歷史數據記錄、報警功能、趨勢圖、流程圖及報表等。

4 結束語

本論文根據金屬導體電化學腐蝕的特點，設計了一種新的接地網腐蝕電化學檢測方法；提出了修正線性極化法，利用腐蝕電位與極化電位的關系來測定金屬腐蝕速率的方案。利用網關技術，實現了現場檢測儀數據經無線通訊技術傳送到云端，實現了基于云平臺的在線查詢、歷史數據和報警顯示功能的監測平臺。基于云平臺的接地網腐蝕監測系統為接地網的定期檢測提供了一種快速有效的手段，全面提高了接地網腐蝕狀態檢測的自動化水平和巡檢工作效率、質量。

參考文獻

[1]季誠，郝承磊，張秀麗，等.接地網腐蝕狀態電化學檢測傳感器的研制[J].華北電力技術.

[2]趙志英.金屬的電化學腐蝕與防護[J].內蒙古石油化工.

[3]楊滔.接地網腐蝕狀態檢測及其壽命預測[D].湖南大學，2011.

第9篇：電化學腐蝕范文

一、煙管腐蝕的特征

在受壓元件腐蝕中，較為嚴重的是煙管腐蝕。

1、在煙管的水側上表面形成許多黑褐色小鼓包，其直徑1mm-5mm不等。鼓包表面為紅褐色，包下為黑色粉末物。

2、將這些腐蝕產物清除后，下部出現一個凹坑，其深度為1mm-2mm不等，嚴重的將煙管腐蝕穿透，導致泄漏。

3、在煙管中，上部幾排煙管腐蝕最為嚴重。在同一根煙管的腐蝕程度，煙管的上表面要比下表面腐蝕嚴重的多。

從上述腐蝕特征看，煙管的腐蝕是典型的氧腐蝕，是一種電化學腐蝕。在電化學腐蝕過程中，由于煙管受高溫輻射熱產生電位差形成一個一個的鼓包，如果腐蝕產物積聚在陽極，使金屬表面結構發生改變，金屬離子進入溶液很困難，或陰極反應物不能很快排走，電子積聚在陰極，使兩極間電位差減少，這時腐蝕過程變得緩慢，這種現象稱為極化。但在鍋爐實際運行中電化學腐蝕相當嚴重，這是因為溶液中存在易于接受電子的物質。他在陰極上接受電子，起到消除陰極極化的作用，或陽極金屬離子不斷排至溶液中，起到消除陽極極化的作用，這種作用稱為去極化。能起到去極化作用的物質，叫去極劑。如水中的溶解氧及氫氣就是常見的去極劑。因此，當有溶解氧這類物質的去極劑存在時，電化學腐蝕將加劇，從而使鍋爐煙管以較快的速度腐蝕。煙管腐蝕后呈潰瘍狀，潰瘍腐蝕面上各層腐蝕產物是由不同的化合物所組成，其表面層的紅褐色為氧化鐵，次層的黑色粉末是四氧化三鐵，在腐蝕產物的最深層是氧化鐵。

二、煙管腐蝕的原因

臥式快裝熱水鍋爐的煙管腐蝕，主要是溶解氧引起的電化學腐蝕。

1、從熱水鍋爐的循環特點分析，無論是回水從上鍋筒進入，通過配水管進入下降管，在鍋內靠重度差產生自然循環；還是回水從下集箱進入，借助循環泵的壓頭在鍋內形成強制循環，其水循環大部分都是從水冷壁管上升，進入鍋筒后，其大部分水又與鍋筒底部上升的水流匯合，繼續沖刷煙管獲得交換熱量并最終流向鍋爐上部的出口。

2、鍋水中溶解氧的含量隨著爐水溫度升高而降低，伴隨溫度的升高而析出。這些氧被上升的爐水夾帶著往高處運動，在流速較快的情況下，是不易停留下來的。當回水進入鍋筒后空間變大，流速變慢，上排煙管的水相對較平穩，析出的氧離子便附著在煙管的上表面水膜層上。在最上部的幾排煙管溫度最高，析出的氧離子較多，連同鍋筒下部析出的被爐水夾帶上來的大量陽離子匯集在此處。而水流沖出煙管后，空間變大流速變慢，因此，給氧離子附著在上幾排煙管創造了條件，因而上排煙管氧腐蝕最為嚴重。

3、煙管的上表面很容易沉積泥渣，使煙管表面產生了不同的電極電位差，溶解氧濃度大的地方，電極電位高而形成為陰極，溶解氧濃度小的地方，電極電位低而形成為陽極。由于局部電位差的形成，因而導致煙管腐蝕。此外，由于煙管金屬表面的沉積物溶解于表面的水膜中，使水膜中的含鹽量增加，從而加速了煙管的腐蝕。

4、采暖系統缺水，導致不給水量大幅度增加。由于大量不給水，使鍋水含氧量增加，因而加速了煙管的腐蝕。