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電化學腐蝕范文1
引言：電化學表面加工技術中材料的增加或減少都是以離子的形式進行的，由于金屬離子的尺寸非常微?。?0-1nm），因此，以“離子”方式去除材料的微去除方式使電化學加工技術在微細制造領域、納米制造領域存在著極大優勢，只要精細地控制電流密度和電化學發生區域，就能實現電化學的微細溶解或微細沉積。
一、電化學腐蝕原理
金屬表面由于外界介質的化學或電化學作用而造成的變質及損壞的現象或過程稱為腐蝕。介質中被還原物質的粒子在與金屬表面碰撞時取得金屬原子的價電子而被還原，與失去價電子的被氧化的金屬“就地”形成腐蝕產物覆蓋在金屬表面上，這樣一種腐蝕過程稱為化學腐蝕。由于金屬是電子的良導體，如果介質是離子導體的話，金屬被氧化與介質中被還原的物質獲得電子這兩個過程可以同時在金屬表面的不同部位進行。金屬被氧化成為正價離子（包括配合離子）進入介質或成為難溶化合物（一般是金屬的氧化物或含水氧化物或金屬鹽）留在金屬表面。這個過程是一個電極反應過程，叫做陽極反應過程。被氧化的金屬所失去的電子通過作為電子良導體的金屬材料本身流向金屬表面的另一部位，在那里由介質中被還原的物質所接受，使它的價態降低，這是陰極反應過程。在金屬腐蝕學中，習慣地把介質中接受金屬材料中的電子而被還原的物質叫做去極化劑。經這種途徑進行的腐蝕過程，稱為電化學腐蝕。在腐蝕作用中最為嚴重的是電化學腐蝕，它只有在介質中是離子導體時才能發生。即便是純水，也具有離子導體的性質。在水溶液中的腐蝕，最常見的去極化劑是溶于水中的氧（o2）。
二、電化學腐蝕的分類
上述金屬腐蝕現象，都是假定陽極和陰極反應是在金屬表面相同的位置發生的，這樣引起的金屬腐蝕是均勻的，稱為均勻腐蝕，見本文由收集整理圖6.1 （a）。實際上，金屬中總是或多或少含有雜質，是不均勻的。有些金屬中還有目的地加入其他成分以改善其機械性能或耐腐蝕性，例如合金，但也因此引進了一定程度的不均勻性。有些金屬構件在加工過程中產生了內應力，同樣造成不均勻性。另外，腐蝕介質也可能因濃度差等原因產生局部的不均一性。這種金屬/溶液界面的不均一性是產生局部腐蝕的原因。局部腐蝕的危害比均勻腐蝕要嚴重得多，因為金屬腐蝕的陽極反應和共扼陰極反應，由于金屬/溶液界面的不均一而產生了空間分離，陽極反應往往在極小的局部范圍內發生，此時總的陽極溶解速率雖然仍舊等于總的共扼陰極反應速率，但是陰極電流密度（單位面積內的反應速率）卻大大增加了，即局部的腐蝕強度大大加劇了。例如一根均勻腐蝕的鐵管可以連續使用很長時間而無大礙，但如局部腐穿就只能報廢。典型的局部腐蝕有孔蝕、晶間腐蝕、脫成分腐蝕、沖蝕和應力腐蝕破裂腐蝕，它容易發生在含有氯離子的高溫水中，機理究竟是鋅溶解而銅不被腐蝕，還是zn和cu同時溶解，然后銅又析出，尚未搞清楚。家用熱水器所用的黃銅制龍頭，經幾年使用后變成銅色，這就是我們身邊發生的這種腐蝕的實例。
沖蝕是在沖擊的機械作用下，材料表面發生磨損的同時又加入腐蝕作用，兩者相互促進，產生嚴重的侵蝕。氣相流體中的液滴、液相流體中的固體粉末、液體中旋渦產生的空穴、彎管等部位發生的渦流等，都能破壞表面膜，加速腐蝕。
應力腐蝕破裂是一種在特定環境組合下，如鋁合金和不銹鋼與氯化物水溶液、銅合金與氨水、碳鋼和堿性水溶液等，由于低的拉應力導致金屬材料破裂的現象。破裂有沿晶（晶界破裂）和穿晶（晶粒破裂）兩種。它們對于受應力的器械危害最大，如高壓鍋爐、飛機上側面薄壁、鋼索、機器的軸等，如果發生這類腐蝕就可能突然崩裂而釀成事故。
孔蝕是在材料表面，形成直徑小于1mm并向板厚方向發展的孔。介質發生泄漏，大多是孔蝕造成的，而且它的發展速度也是很快的，大多為每年數毫米。
晶間腐蝕是沿著金屬材料的晶界產生的選擇性腐蝕，盡管晶粒幾乎不發生腐蝕，但仍然導致材料破壞。例如，不銹鋼貧鉻區產生的晶間腐蝕，是由cr23 c6等碳化物在晶界析出，使晶界近旁的鉻含量降到百分之幾以下，故這部分耐蝕性降低。鋁合金、鋅、錫、鋁等，也存在由于在晶界處不純物偏析，導致晶界溶解速度增加的情況。
三、金屬的電化學防腐蝕
從腐蝕角度保護金屬材料最簡單易行的方法是將材料與腐蝕環境隔離。例如有機涂料、無機物的搪瓷等涂覆金屬表面以使材料與腐蝕環境隔絕。當這些保護層完整時是能起到保護作用的。這里主要介紹已廣為人們采用的電化學防腐蝕方法。
1.金屬鍍層
用電鍍法在金屬的表面涂一層別的金屬或合金作為保護層。例如自行車上鍍銅錫合金當底，然后鍍鉻，鐵制自來水管鍍鋅以及某些機電產品鍍銀或金等都可以達到防腐蝕目的。電鍍是借助于電解作用，在金屬制件表面上沉積一薄層其他金屬的方法。包括鍍前處理（除油、去銹）、鍍上金屬層和鍍后處理（鈍化、去氫）等過程。電鍍時，將金屬制件作為陰極，所鍍金屬作為陽極，浸人含有鍍層成分的電解液中，并通人直流電，經過一段時間即得沉積鍍層。
2.陽極保護
它是指用陽極極化的方法使金屬鈍化，并用微弱電流維持鈍化狀態，從而保護金屬。此法是基于對金屬鈍化現象的研究提出的。因此，要弄清陽極保護的原理，首先要明白金屬鈍化的原理。
金屬陽極溶解時，在一般情況下，電極電勢愈正，陽極溶解速度愈大。但在有些情況下，當正向極化超過一定數值后，由于表面某種吸附層或新的成相層的形成，金屬的溶解速度非但不增加，反而急劇下降。
電化學腐蝕范文2
關鍵詞：酸性環境：鐵的電化學腐蝕；吸氧腐蝕；析氫腐蝕；實驗優化
文章號：1005C6629（2017）1C0057C05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
1 研究背景
高中選修階段，金屬的電化學腐蝕的學習內容包括析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型。人教版教材[1]用食鹽水中的鐵釘演示吸氧腐蝕，不過需要較長時間才能觀察到明顯現象；蘇教版教材[2]則設計了鐵炭混合粉分別在中性（食鹽水）、酸性（稀醋酸）環境下發生腐蝕的實驗。實際操作中，鐵炭粉在食鹽水中的倒吸現象快速而明顯，而在稀醋酸的酸性環境下往往較難觀察到析氫腐蝕的液注外排現象，反而出現速率較大的倒吸。顯然，這樣的實驗現象與中學階段“金屬在較強酸性的環境下發生析氫腐蝕，在弱酸性、中性和堿性環境下發生吸氧腐蝕”的認知不符，易造成學生的困惑。這一方面是由于教材所給的實驗條件不明確，同時也反映出教師對金屬電化學腐蝕的認識以及實驗條件控制還不夠到位。
已有研究表明，兩種電化學腐蝕并非對立，而是共存、競爭的關系[3]，有研究者借助傳感器證實，不論電解質溶液的酸堿度如何，吸氧腐蝕都可能發生[4]。酸液中的電化學腐蝕過程大致如下，起初H+濃度高而溶解氧含量低，因此析氫腐蝕占主導，吸氧腐蝕相對較弱，體系內部壓強增大；而隨著液膜酸度減弱和氧氣滲入，吸氧腐蝕逐漸增強、析氫腐蝕減弱，吸氧腐蝕后來居上，表現為內部壓強減小。酸性環境下，我們觀察到的體系壓強變化常常是析氫腐蝕和吸氧腐蝕的總效果，故相對復雜[5]。本研究通過探究酸性環境下不同條件對鐵的電化學腐蝕的影響，進而優化實驗方案，以期為中學教師的實驗教學提供借鑒或參考。
2 實驗部分
2.1 實驗藥品與器材
藥品：還原鐵粉（AR）、活性炭粉（200目，AR）、鹽酸（AR）、蒸餾水、紅墨水
器材：容量瓶、量筒、燒杯、玻璃棒、分析天平、研缽、移液管、100mL錐形瓶、膠頭滴管、閥門、三孔塞、鐵架臺、U形管（15cm×0.8cm）、導管、橡膠管、秒表、刻度尺
部分藥品與器材的使用意圖見表1。
2.2 實驗操作
（1）搭建實驗裝置，如圖1所示；
（2）檢驗裝置氣密性；
（3）按實驗方案要求的量準確稱取還原鐵粉、活性炭粉，充分研磨，然后小心倒入錐形瓶中；
（4）輕輕晃動使其鋪平；
（5）用膠頭滴管吸入方案要求的濃度與體積的鹽酸，塞入三孔塞中，打開閥門連通大氣后關閉；
（6）擠壓膠頭，將酸一次性加入錐形瓶中，立即觀察U形管中指示液柱隨時間變化情況并記錄。
以酸液體積-酸液濃度-鐵炭質量比-環境溫度-振蕩操作的順序進行變量探究，在探究某一條件的影響時控制其他變量，記錄時間、液注高度以及錐形瓶內的反應現象。
3 實驗結果與分析
3.1 酸液體積對反應的影響
在20℃的環境溫度下，取5.0g還原鐵粉、0.5g活性炭粉，加入酸液后不振蕩。選取0.5mol/L的鹽酸溶液，設定不同體積，探究酸液體積對反應的影響。實驗數據及現象如表2及圖2。
由表2、圖2可以看出，隨著酸量增加，指示液柱外排速率增大、時間延長、現象明顯。為使加入的酸液與固體粉末充分接觸但又不浸沒固體而隔絕空氣，2.0mL的酸量較合適。此時固體粉末呈現濕潤但不浸泡的狀態，體系中的固、液、氣物質均能較好地接觸。
3.2 酸液濃度對反應的影響
在20℃的環境溫度下，取5.0g還原鐵粉、0.5g活性炭粉，加入酸液后不振蕩。配制不同濃度的鹽酸以探究酸液濃度對反應的影響，控制鹽酸體積為2.0mL。實驗數據及現象如表3及圖3所示。
由表3、圖3可以看出，當鹽酸濃度小于0.01 mol/L時，析氫腐蝕和吸氧腐蝕的現象均不明顯。析氫腐蝕現象弱是因為反應物H+濃度小，鹽酸溶液的酸度低也意味著離子濃度低，弱酸性條件下吸氧腐蝕現象也不明顯。隨著酸度的提高，指示液柱外排時間增長，析氫腐蝕現象變得明顯。若鹽酸濃度高于3 mol/L，則在一定時間內基本觀察不到液柱倒吸現象。這是由于強酸性溶液中溶解氧濃度很小[6]，吸氧腐蝕的發生受到阻礙?？偟膩碚f，鹽酸濃度在0.1～2 mol/L的范圍內時，析氫腐蝕和吸氧腐蝕的現象均明顯。
電化學腐蝕范文3
電廠金屬的電化學腐蝕是電廠金屬與介質接觸時發生的自溶解過程在這個過程中電廠金屬被氧化，所釋放的電子完全為氧化劑消耗，構成一個自發的短路電池，這類電池被稱之為腐蝕電池腐蝕電池分為三（或二）類：（1）不同電廠金屬與同一種電解質溶液接觸就會形成腐蝕電池例如：在銅板上有一鐵鉚釘，其形成的腐蝕電池鐵作陽極（負極）發生電廠金屬的氧化反應：FeFe2++2e-；（FeFe2++2e）=-0.447V.陰極（正極）銅上可能有如下兩種還原反應：（a）在空氣中氧分壓=21kPa時：O2+4H++4e-2H2O；（O2+4H++4e-2H2O）=1.229V，（b）沒有氧氣時，發生2H++2e-H2；（2H++2e-H2）=0V，有氧氣存在的電池電動勢E1=1.229-（-0.447）=1.676V；沒有氧氣存在時，電池的電動勢E2=0-（-0.447）=0.447V可見吸氧腐蝕更容易發生，當有氧氣存在時鐵的銹蝕特別嚴重銅板與鐵釘兩種電廠金屬（電極）連結一起，相當于電池的外電路短接，于是兩極上不斷發生上述氧化—還原反應Fe氧化成Fe2+進入溶液，多余的電子轉向銅極上，在銅極上O2與H+發生還原反應，消耗電子，并且消耗了H+，使溶液的pH值增大在水膜中生成的Fe2+離子與其中的OH—離子作用生成Fe（OH）2，接著又被空氣中氧繼續氧化，即：Fe2++2OH-Fe（OH）24Fe（OH）2+2H2O+O24Fe（OH）3Fe（OH）3乃是鐵銹的主要成分這樣不斷地進行下去，機械部件就受到腐蝕（2）電解質溶液接觸的一種電廠金屬也會因表面不均勻或含雜質微電池例如工業用鋼材其中含雜質（如碳等），當其表面覆蓋一層電解質薄膜時，鐵、碳及電解質溶液就構成微型腐蝕電池該微型電池中鐵是陽極：FeFe2++2e-碳作為陰極：如果電解質溶液是酸性，則陰極上有氫氣放出（2H++2e-H2）；如果電解質溶液是堿性，則陰極上發生反應O2+2H2O+4e-4OH-
總結
從上面的分析可以看出：所形成的腐蝕電池陽極反應一般都是電廠金屬的溶解過程：MMz++ze-陰極反應在不同條件下可以是不同的反應，最常見的有下列兩種反應：①在缺氧條件下，H+離子還原成氫氣的反應（釋氫腐蝕）2H++2e-H2（=0.0V）該反應通常容易發生在酸性溶液中和在氫超電勢較小的電廠金屬材料上②氧氣還原成OH-離子或H2O的反應（耗氧腐蝕）中性或堿性溶液中O2+2H2O+4e—4OH-（=0.401V）在酸性環境中，O2+4H++4e-2H2（=1.229V）2.腐蝕電流一旦組成腐蝕電池之后，有電流通過電極，電極就要發生極化，因而研究極化對腐蝕的影響是十分必要在電廠金屬腐蝕文獻中，將極化曲線（電勢～電流關系）繪成直線（橫坐標采用對數標度），稱為Evans（埃文斯）極化圖（圖10—8）在Evans極化圖中的電流密度j腐蝕表示了電廠金屬腐蝕電流，實際上代表了電廠金屬的腐蝕速率影響電廠金屬表面腐蝕快慢（即腐蝕電流j）的主要因素：①腐蝕電池的電動勢——兩電極的平衡電極電勢差越大，最大腐蝕電流也越大②電廠金屬的極化性能——在其它條件相同的情況下，極化程度愈大（即極化曲線的斜率），腐蝕電流愈?、蹥涑妱荨寶涓g時，氫在電廠金屬表面析出的超電勢逾大，極化曲線的斜率就逾大，腐蝕電流反而減小。
二、電廠金屬的穩定性
“在所處環境下電廠金屬材料的穩定性如何？”是研究電廠金屬腐蝕與防腐首先必須考慮的問題因此，電廠金屬-水系統的電勢—pH圖無疑是很有用的工具1.電勢（E）—pH關系的一般表達式
若有如下電極反應：xO（氧化態）+mH++ze-？-yR（還原態）+nH2O例如：Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++4H2O式中O代表氧化態、R代表還原態；x，m，z，y，n為各反應物、產物的計量系數當T=298.15K時E=-（10—14）因pH=-lg[a（H+）]，a（H2O）=1上式可寫成E=--（10—15）在a（R），a（O）被指定時，電勢E與pH值成直線關系①.電勢與pH無關的反應：②.這些反應只有電子得失，沒有H+或OH-離子參加例如反應Zn2+（aq）+2e-=Zn（s）；E（Zn2++2e-Zn）=-0.762+0.0295lg[a（Zn2+）/a（Zn）]當a（Zn2+）=10-6、a（Zn）=1.0時，E（Zn2++2e-Zn）=-0.939V3.水溶液中的氫、氧電極反應因為反應在水溶液中進行，反應與H2，O2，H+，OH-關所以凡是以水作為溶劑的反應系統都一定要考慮氫、氧電極反應氫電極反應（①線）：電應式2H+（a）+2e-H2（p）；當p（H2）=時，有E（2H++2e-H2）=-0.0592pH（10—13）在E—pH圖上是一條截距為零的直線，斜率為-0.0592氧電極反應（②線）：電極反應式O2（p）+2H+（a）+2e-H2O（l）在298.15K，a（H2O）=1、p（O2）=，E（O2+2H++2e-H2O）=1.229-0.0592pH該式表示氧電極反應的E—pH直線與氫電極的E—pH直線斜率相同，僅截距不同4.電勢-pH圖的應用（1）圖10—9中每條線上的點都表示Zn—H2O系統的一個平衡狀態凡不在直線上的任何一點均為非平衡狀態，且每條線上方為該線所代表電極反應中氧化態穩定區，下方為還原態穩定區因此，在圖上分別得到Zn2+，Zn，Zn（OH）2的各自穩定存在區線②以上是O2（氧化態）的穩定區，下方是H2O（還原態）的穩定存在區；在線①以上是H+（氧化態）的穩定區、線①以下是H2（還原態）的穩定存在區（2）在E—pH圖中任意兩條線所代表的電極反應都能構成一個化學反應例如線①與②所代表的電極反應構成的化學反應為：O2（g）+2H2（g）=2H2O（l）該反應可視為氧電極和氫電極組成的燃料電池一般而言，高電勢區直線所代表電極反應中的氧化態能氧化低電勢區直線所代表反應中的還原態即：[氧化態]上+[還原態]下[還原態]上+[氧化態]下且二直線相距愈遠，以此二直線所代表電極反應組成電池時，電池的電動勢就愈大，因此該氧化還原反應的趨勢就愈大如Zn2++2e-=Zn是線段a代表的平衡系統，該平衡位于①線下方，說明Zn在水溶液中是不穩定的溶液中H+被還原成H2（g），Zn被氧化成Zn2+的反應2H++Zn=Zn2++H2是自發進行的又因Zn的穩定區也在O2還原反應的②線以下，Zn被氧化成Zn2的反應：0.5O2+2H++Zn=Zn2++H2O①線與a線反應組成電池：②線與a線組成電池，比①線距離線a更遠，說明在含有O2的水溶液中Zn的熱力學穩定性更差（3）E—pH圖可用來指導防腐、電廠金屬保護等方面的研究從圖10—9可知，當E<-0.9V時，Zn在酸性溶液中，既使在有氧存在的情況下都可以穩定存在，這就是電廠金屬電化學防腐的陰極保護原理；（4）水-Fe的E-pH圖：Fe2++2e-Fe（1線Fe2O3+6H++2e=2Fe2++3H2O（2線）Fe3++e-=Fe2+（3線）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（4線）Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++3H2O（5線）3Fe2O3+2H++2e-=2Fe3O4+H2O（6線）Fe3O4+8H++8e-=3Fe+4H2O（7線）
電化學腐蝕范文4
關鍵詞：鑄鐵管道、腐蝕、生活污水、土壤環境、檢測
鑄鐵管道的特點
鑄鐵是以鐵和碳為主的合金，此外還含有硅、錳、硫、磷等元素。灰鑄鐵的組織是有片狀石墨和鋼的基體兩部分組成的。石墨呈不連續的片狀，或直或彎。鋼基體則可分為鐵素體、鐵素體+珠光體、珠光體三種。鑄鐵管分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。燃氣用的鑄鐵管用灰口鑄鐵鑄成，塑性好、切斷、鉆孔方便，抗腐蝕性好，使用壽命長。灰口鑄鐵管是最常見最主要的管材,使用的歷史也比較長。在燃氣發展初期，地下燃氣管道多采用鑄鐵管。一直以來，鑄鐵燃氣管的耐腐蝕性得到大家一致認可。
二、市政燃氣輸配管道管材的選用
輸送城市燃氣管道的管材很多,常用的管材有鑄鐵管、鋼管和近年發展較快的聚乙烯(PE)燃氣管。鑄鐵管應用很廣泛，其特點是使用年限長、生產簡便、成本低且有良好的耐腐蝕性。鋼管包括無縫鋼管和焊接鋼管兩類，一般大口徑燃氣管通常采用對接直焊縫鋼管和螺旋焊縫鋼管。燃氣用聚乙烯管(PE管)是以聚乙烯燃氣管材級專用樹脂為基礎,輔以必要的添加劑,經加熱后通過擠出機連續擠出成型。PE管具有很好的抗腐蝕性，施工方便， 維修量少,便于搶修等優點。近年來，PE管被廣泛應用到市政中低壓管網燃氣建設中。同時隨著國家天然氣管線建設，各城市燃氣結構和能源結構也正在逐步發生巨大變革，鑄鐵管道的利用在逐步減少。
鑄鐵燃氣管道在下水道中的腐蝕
1. 燃氣管道腐蝕的原因
腐蝕是金屬在周圍介質的化學、電化學作用下引起的一種破壞。金屬腐蝕按其性質可分為化學腐蝕和電化學腐蝕?；瘜W腐蝕是金屬直接和周圍介質接觸發生化學作用而引起的一種腐蝕，化學腐蝕不發生化學能向電能的轉化。電化學腐蝕則是金屬在電解質中所發生的與電流流動有關的一種腐蝕，也稱為電解腐蝕。其他腐蝕還有雜散電流的腐蝕等等。
2、鑄鐵管道的腐蝕
鑄鐵的腐蝕通常為化學的或電化學的, 其腐蝕狀態可能是均勻的、局部的、應力的和晶界間的。在有明顯晶界的合金鑄鐵中, 由于特種碳化物和其他化合物沿晶界析出, 固溶體內含的合金元素減少, 沿著晶界極易發生微晶間腐蝕, 使鑄鐵產生孔洞或降低強度。鑄鐵的腐蝕既與其化學成分、金相組織、表面特性等因素有關, 還與浸蝕性介質的成分、活潑性及溫度等因素有關。根據電化學腐蝕理論, 理想的組織應是單一相和均勻的金相組織, 因而純鐵、鐵素體和奧氏體鋼, 在其他條件相同時, 具有較高的耐腐蝕穩定性。但是預獲得單一金相組織的鑄鐵是不可能的, 只能考慮金相組織均勻化來提高耐腐蝕能力。金屬在大自然中經常遭到的各種電化學腐蝕、如大氣腐蝕、土壤腐蝕、污水腐蝕和海水腐蝕等。這些腐蝕有個共同特點，即主要是吸氧腐蝕（電化學腐蝕中，是氧分子接受電子），但它們又具有各自的規律，因此我們將鑄鐵管在土壤里的腐蝕形態分為，差異充氣電化學腐蝕、雜散電流腐蝕和微生物腐蝕，其中電化學腐蝕是主要形態，統計結果顯示：約有75 %以上的腐蝕案例是由電化學腐蝕造成的。
3.污水的特征
生活污水是指城市機關、學校和居民在日常生活中產生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣洗澡水、廚房等家庭排水以及商業、醫院和游樂場所的排水等。生活污水常具有如下特征:水質渾濁,色深,具有惡臭,呈微堿性,固體物質含量很低;含有大量有機物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質等；也常含有大量細菌、病原菌、病毒和寄生蟲卵等微生物；無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等。主要污染物質為COD、BOD、NH3-N、SS、動植物油等，這些成分在厭氧細菌作用下，易生惡臭物質。各種水環境雖然千差萬別,但都含有多種正負離子,如Ca2+、SO42-、Mg2+、Cl-等,因此,各種水環境實質上就是各種不同濃度的鹽溶液。
4、鑄鐵管道在排污管道中的腐蝕
2010年我們在巡查某小區燃氣管網的時候，通過檢漏儀檢測發現污水井中有泄露的天然氣，對此，我們高度進行警覺，決定對此管道進行全方位開挖檢查，開挖后發現管道已經被腐蝕穿孔，發生了天然氣泄露。緊接著對其他類似的位置進行開挖，發現管道也已經發生了嚴重的腐蝕，局部已經穿孔。有關資料顯示2006年4月在香港發生一起煤氣事故，原因懷疑是一根球墨鑄鐵管遭受污水腐蝕后而導致煤氣泄漏。這也說明鑄鐵管道在污水里的腐蝕還是相當嚴重的。通過現場我們可以看到暗綠色和棕黃色的化學物質。這是腐蝕產生的氫氧化亞鐵向氫氧化鐵過度過程的產物和氫氧化鐵。因為純氫氧化亞鐵是白色的，但一般很難看到，常常見到的是淺綠色因為溶液中溶解有氧氣且反應體系（開放性的體系）與外界存在著物質交換與能量交換，不斷有空氣中的氧氣溶解到溶液中，新生成的氫氧化亞鐵很快就被氧化成氫氧化鐵，所以在實驗過程中很難觀察到有白色的氫氧化亞鐵沉淀生成，只能看到被氧化了的氫氧化亞鐵與剛生成的氫氧化亞鐵組成的混合物：一些暗綠色的絮狀沉淀。
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
此處不存在雜散電流腐蝕，由于污水管道中的各種離子、微生物和污水管道的排水不連續性造成管道表面的差異性腐蝕環境，發生了離子的轉移和鑄鐵管道的電化學腐蝕和化學腐蝕。
四、采取措施
同時提醒我們的是鋼質燃氣管到和鑄鐵燃氣管道在污水中均產生腐蝕，而且腐蝕較快，在以后的設計施工中注意燃氣管道和污水管線的控制處理，嚴格按照國家標準進行設計施工，保證管道的施工質量。
已經處在污水管道（井池）附近和交叉的管道必須進行檢測分析，制定可行的管控方案，確保運行安全。
1、鑄鐵管的埋設位置進行檢測，受污水管道腐蝕的管道制定保護方案或更換措施，嚴禁帶病運行。
2、對在用的鑄鐵管網制定方案進行管網安全性評估。
1)收集整理管網有關管徑、壁厚、運行壓力、埋設位置等資料。
2）對管道的土壤環境進行抽樣檢測，包括土壤電阻率、土壤類別、土壤中氯化物含量、土壤PH值（酸堿度）、土壤的含水量和水位、氧化還原電位和雜散電流等情況進行檢測和分析。
3）根據上述資料和檢測數據對管網安全性評估。
4）根據評估結果制定管網監控巡查的方案和改造方案。
5）購買先進檢測儀器增加管網泄露監測頻率。
6）定期對方案落實情況進行跟進，保證鑄鐵管道的運行安全。
應特別注意：小口徑的球墨鑄鐵管線，有外加電流干擾的管線，敷設于人口密度較高地域的管線，敷設于地下水位變化較大區域的管線。
參考文獻：
電化學腐蝕范文5
【關鍵詞】壓力容器；腐蝕分類；意義；原因；防護措施
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
一、壓力容器腐蝕的特點及分類
在壓力容器的使用過程中，金屬腐蝕是最常見的腐蝕形式，但是金屬腐蝕的原理和腐蝕狀況極為復雜，這也是困擾壓力容器安全生產的一項重大難題。目前，我們根據金屬腐蝕現象主要從金屬腐蝕的過程、溫度和破壞形式三方面將其分類，值得注意的是，這幾種分類方式存在共通點和重疊點。下面具體介紹這幾種分類方式：
1、根據金屬腐蝕的過程分類。根據金屬腐蝕的大致過程，我們將其分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩個過程。（1）化學腐蝕。化學腐蝕是金屬與離子溶液發生化學反應的一種腐蝕，腐蝕過程是一種置換反應過程，沒有電流的產生，只有元素化合價的變化?；瘜W腐蝕還可以分為氣體腐蝕和溶液腐蝕，氣體腐蝕是指的是金屬表面在高溫氣體下的腐蝕，而溶液腐蝕指的是金屬在不導電的非電解質溶液中發生化學腐蝕。（2）電化學腐蝕。電化學腐蝕與化學腐蝕相比，最重要的不同在于它存在電子的轉移和電流的產生，這種原理與原電池的工作原理類似，是化工生產中一種最常見的化學腐蝕形式。金屬在通電的電解質溶液的反應都屬于電化學腐蝕。
2、根據反應的溫度分類。影響化學反應的重要的因素除了反應物的濃度和催化劑等，最不可忽略的就是溫度的變化對于化學反應速率的影響。溫度升高對于任何化學反應都會產生加快反應的效果。根據反應的溫度可以將腐蝕分為常溫腐蝕和高溫腐蝕。（1）常溫腐蝕。常溫腐蝕就是在常溫條件下發生的金屬腐蝕現象的化學反應。我們常見的常溫腐蝕現象包括鐵制品在大氣中的生銹腐蝕，建筑物在水中發生腐蝕等。金屬制品在酸堿溶液中發生的腐蝕既屬于常溫腐蝕也屬于電化學腐蝕。（2）高溫腐蝕。顧名思義，高溫腐蝕指的就是化學反應發生在溫度較高的條件下的腐蝕，當然其中也包含化學腐蝕和電化學腐蝕。為了更好地區分常溫腐蝕和高溫腐蝕，我們將溫度在100攝氏度以上的反應歸為高溫腐蝕。高溫腐蝕常見于工業生產中，尤其是電鍍行業。例如電鍍過程中的高溫熔鋅溶液與鍍鋅容器壁間的反應就是高溫腐蝕的一個典型代表。
3、根據腐蝕的破壞形式分類。根據腐蝕的破壞形式一般都為金屬腐蝕。根據腐蝕破壞情況又將金屬腐蝕分為全面腐蝕、局部腐蝕和結構環境腐蝕三類。金屬腐蝕一般從壓力容器的表面開始反應，逐漸向容器壁的內部深入腐蝕，最終引起容器的外部或內部結構的破壞，這是金屬腐蝕的一大特點。全面腐蝕是金屬腐蝕發生在壓力容器的整個金屬表面，腐蝕時破壞連成一片。這種腐蝕一般情況下是不均勻腐蝕，當然，也存在各種細微條件的相同出現的均勻腐蝕現象。與全面腐蝕相比，局部腐蝕是僅限于容器壁的一小部分發生嚴重的腐蝕而表面其他地方基本沒有損壞或者沒有損壞的現象。從安全角度考慮，局部腐蝕往往比全面腐蝕更加危險。這是因為全面腐蝕的特征明顯，并且由于腐蝕的速度相差不大，我們可以很容易的推算腐蝕的速度，進而估算破壞所帶來的損失和更換設備的時間，達到設備利用的最大化。相反的，局部腐蝕是設備的局部發生破壞，這種破壞往往是隱秘的，不容易發現，極易造成突發爆炸，造成重大的人員傷亡。此外，局部腐蝕的反應機理和反應條件更加復雜，所以無法確定其反應速率，這樣就會容易出現設備的突然損壞和事故的發生。
二、腐蝕的危害和防護的意義
腐蝕具有突發性和災難性等特點，極易造成重大的經濟損失，造成重大的人員傷亡。此外，腐蝕會影響設備的外觀，還可能會造成生產出的產品不合格，影響產品的聲譽和銷路，更可能會造成環境污染，破壞生態環境。還有可能造成其他貴重產品的損壞。
腐蝕產生破壞時高度集中，并且蝕孔的破壞很不均勻，由于應力結構等的影響，蝕孔是向重力方向發展，蝕孔口徑很小，并且表面往往覆蓋有固體沉積物，因此極其不容易被發現，隱藏危害巨大，蝕孔的出現是沒有任何預見性的，時間或長或短，這就使得腐蝕變得更加難以治理。所以，防止壓力容器的腐蝕能夠避免重大事發生、避免經濟損失和人員傷亡。
三、影響腐蝕的主要原因
腐蝕是化學反應和電化學反應的集合，所以影響化學反應的主要因素就是影響腐蝕的主要因素，包括金屬材料、溫度、PH值、電解質溶液的流動狀態等。能夠發生鈍化的金屬更容易發生腐蝕，所以，與碳鋼相比，不銹鋼更加敏感。所以，腐蝕更容易發生在鈍態不穩定的金屬表面，鈍態越穩定的金屬，發生腐蝕的幾率就越低。溫度是影響腐蝕的另一個重要的因素，溫度越高，化學反應越快，腐蝕的速度就越快，設備破損就越快。PH值是影響腐蝕的另一個重要的原因，一般情況下，酸性溶液比堿性溶液更加容易腐蝕金屬，而中性溶液對于金屬設備來說無疑使最理想的。電解質溶液的流動速度也會影響腐蝕的速度，越是穩定的條件就越容易發生化學反應，這是因為在不穩定的介質流動可以消除溶液間的差別，消除溶液間的不均勻性，減緩腐蝕的速率，避免腐蝕的發生。
四、防止壓力容器腐蝕的措施
1、涂層保護。涂層保護是避免腐蝕的一項最簡單易行的方法，原理是用有機涂料或者無機物的陶瓷將發生反應的金屬和溶液分隔開，成本較低，工藝簡單，適應性廣，見效明顯。但是這種方法要在設備投入使用前進行，并且維護時間短，所以后期二次維護和勞動量大。
2、電化學保護。電化學保護是非常適應于水下保護的一種防腐蝕方法，其原理是利用電化學反應的原理，用一種金屬保護壓力容器壁金屬和溶液進行反應，達到保護容器壁的效果。這種防護方法周期適中，但要耗費一定的電能，成本較高。電化學保護包括金屬鍍層、陽極保護、陰極保護和緩蝕劑保護四種。金屬鍍層就是在壓力容器金屬表面鍍一層別的金屬作為保護層，這種方法的保護周期較長，維護工作量小，但是施工工藝較為復雜，并且成本極高，所以，這種方法適用于面積較小并且環境惡劣的設備保護。陽極保護是應用很廣的一類保護方法，是利用微弱電流使得作為陽極反應的金屬鈍化，減緩反應的進行和金屬的消耗。陰極保護就是使得金屬達到陰極極化，當陰極電勢足夠負的時候，金屬就可以避免氧化溶解，從而得到完全保護。主要包括外加電流法和犧牲陽極法。緩蝕劑保護就是在溶液中加入一定的能夠明顯減少金屬和溶液反應的一種物質，緩蝕劑可以有效地減緩金屬的腐蝕，并且操作簡便，可以避免產品污染，防止脆裂事故的發生，但是現在的技術還不夠純熟，不能夠保證保護的實效性。
3、合理的管理保護。除了采用以上敘述的方法避免金屬的腐蝕之外，在設備的管理上還要進行加強，避免事故的發生，防患于未然。
結束語
在化工生產中，壓力容器是一種不可替代的重要的設備。在壓力容器的運行和使用過程中，長期處于高溫和高壓的條件下，使得壓力容器極易發生腐蝕和破損，進而影響壓力容器的正常使用，甚至出現重大工業事故，造成人員傷亡。因此，研究壓力容器的腐蝕和防護對于工業生產安全的意義十分重大。
【參考文獻】
[1]施利炳.金屬的腐蝕與防護[J].物理測試，2003（03）.
電化學腐蝕范文6
關鍵詞：鋼筋混凝土；鋼筋腐蝕；原理；
1、問題的提出
鋼筋混凝土所使用的材料是混凝土和鋼筋，具有混凝土和鋼筋的優點，其強度高、韌性好，并且混凝土與鋼筋間具有良好的粘結力，同時二者的溫度線膨脹系數相近，正因為鋼筋混凝土具有這些優點，因此鋼筋混凝土成為現代土木結構的主體。著名專家學者P.K.Mehia認為，鋼筋腐蝕是影響鋼筋混凝土結構耐久性最重要的因素。混凝土中鋼筋的腐蝕，不僅會造成巨大經濟損失，還可導致鋼筋混凝土結構破壞，甚至會引起結構坍塌。因此，鋼筋腐蝕問題不容忽視。
2、鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理分析
混凝土的孔溶液呈堿性，新拌混凝土的pH值一般都在12~13之間，在這樣強的堿性環境下，鋼筋表面會生成一層鈍化膜，它是厚度一般為2×10-9~6×10-9m的水化氧化產物(γ-Fe2O3?nH2O)，阻止了鋼筋的銹蝕，但是當pH值由于各種原因降至11.8或者更低時，鈍化膜將不能保持，鋼筋進入活化狀態，鋼筋就會發生銹蝕。
鋼筋表面發生的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕，化學腐蝕是鋼筋表面與氣體或介質溶液接觸發生的腐蝕，這種腐蝕沒有電子的流動，只是腐蝕現象的一小部分；而電化學腐蝕是鋼筋表面與腐蝕介質發生電化學反應而引起的腐蝕，絕大部分腐蝕都屬于電化學腐蝕，因此本文著重討論電化學腐蝕。
鋼筋表面發生電化學腐蝕的條件是當鋼筋表面有水分存在時，就發生鐵電離的陽極反應和溶液態氧還原的陰極反應，并以相互等速度進行，其反應方程式如下：
陽極：FeFe2++2e
陰極：0.5O2+H2O+2e2OH-
總的反應是陰陽極反應的組合，并在鋼筋表面析出氫氧化鐵：
Fe2++2OH-Fe(OH)2
Fe(OH)2+0.5H2O+0.25O2Fe(OH)3
氫氧化鐵Fe(OH)3進一步氧化生成紅銹nFe2O3?mH2O，一部分氧化不完全的生成黑銹Fe3O4，在鋼筋表面形成銹層，鐵銹的體積最大可膨脹至原來體積的6倍。鋼筋膨脹使周圍的混凝土產生較強的拉應力，當混凝土中拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土將沿鋼筋方向開裂，即順筋開裂，嚴重的使混凝土保護層剝落?；炷灵_裂后，進一步喪失了對鋼筋的保護，使得腐蝕介質更容易達到鋼筋表面，導致鋼筋腐蝕的進一步加劇，如此周而復始，加劇了鋼筋混凝土結構的破壞。
混凝土中鋼筋鈍化狀態被破壞、鋼筋活化的主要原因是混凝土保護層的碳化和氯化物的作用?；炷撂蓟瘯r，pH值顯著降低，一般降到8~9，在這種狀態下，鋼筋將不處于鈍化狀態，極易發生腐蝕。相對于碳化，氯離子的危害一旦發生后果要嚴重的多。氯離子半徑小，穿透能力強，可以很容易穿透鋼筋表面的鈍化膜，進而競爭吸附在鋼筋的表面，當氯離子到達鋼筋表面時，將使該處的pH值顯著降低，導致局部酸化，造成小陽極大陰極的情況，促成嚴重的電化學腐蝕。Cl-除了去鈍化作用外還有搬運作用，Cl-可以與Fe2+生成FeCl2，加速了陽極過程，FeCl2是可溶的，向混凝土內擴散時遇到OH-便生成Fe(OH)2沉淀，進而生成氧化鐵即鐵銹。Cl-不會被消耗掉，只是起到了“遷移”作用，如此周而復始，大大加速了鋼筋的銹蝕。此外，Cl-的存在加大了混凝土的導電性，使得電化學腐蝕的發生更加容易，對鋼筋的防腐蝕極為不利。
3、鋼筋的腐蝕過程及防范措施
3.1混凝土中鋼筋的腐蝕過程
鋼筋的腐蝕過程有兩種，一種是電極反應交換電流引起的腐蝕。鋼鐵在酸性溶液中的溶解屬于此類。另外一種是擴散速度控制的腐蝕過程?；炷林袖摻畹母g大多數屬于這種腐蝕?；炷羶蠕摻畹母g，一般多屬于金屬電化學腐蝕這種腐蝕的發生一般都在以下兩種情況下：一是鋼筋表面氧化鐵保護膜被破壞，使鋼筋失去保護層；二是有水和氧氣的參與。具體表現在以下幾個方面
1.混凝土內摻入了氯鹽。我國用氯鹽做早強防凍劑的歷史很長，有些工程仍在使用。為提高混凝土早期強度，在混凝土中摻加一定量的氯鹽往往是有效的。但因氯化鈣是以氯離子和鈣離子的狀態存在，氯離子能破壞鋼筋表面的氧化鐵保護膜，并能使鋼筋表面局部酸化，使鋼筋腐蝕。另外，如果氯化鈣摻量過多，還會增加混凝土的干縮度，使其在早期產生干縮裂縫。加上氯鹽本身具有較強的吸濕性，從而加速了鋼筋的腐蝕。
2.混凝土不密實或存在裂縫。混凝土密實度不良和構件上產生的裂縫，往往是造成鋼筋腐蝕很重要的原因。尤其當水泥用量偏少、水灰比不當，在混凝土澆筑過程中振搗不實，產生露筋、蜂窩麻面和裂縫時，就會給水和氧及其它侵蝕性介質的滲透創造條件，從而加速鋼筋的銹蝕。
3.混凝土“碳化”。混凝土的“碳化”，是指空氣中的二氧化碳氣體在混凝土表層逐漸為氫氧化鈣的堿性溶液所吸收，相互生成碳酸鈣的現象或碳化的結果，使混凝土的PH值不斷下降，并不斷向內部深化，當碳化深度達到或超過鋼筋保護層時，鋼筋表面的氧化鐵保護膜便遭到破壞，使鋼筋失掉了保護的屏障。這時，大氣中含有的工業廢氣，如氯化氫等將被棍凝土吸收并與氫氧化鈣結合，使混凝土堿度迅速下降，鋼筋遭受腐蝕。
4.高強鋼筋中的應力腐蝕。高強鋼筋在應力的作用下，容易導致氧化鐵保護膜的破壞，裂縫比較活化，并作為陽極而腐蝕。同時，由于鋼筋中具有很高的拉應力和高強鋼筋的低變形性能，腐蝕和應力共同作用，加速了裂縫的深度發展，使鋼筋在看不到明顯腐蝕的情況下突然產生斷裂。
3.2混凝土中鋼筋的腐蝕防范措施
從目前的技術條件來看，混凝土結構物中鋼筋腐蝕的檢測方法主要包括破損法和非破損法（電阻棒法、渦流探測法、聲發射探測法自然電位法、交流阻抗譜法、線性極化法、恒電量法等許多種），修復技術主要有補丁法、電化學氯化物萃取技術及再堿化技術等幾種。在工程實際中，需要針對具體情況選用合適的檢測方法和修復技術可采用單一的檢測方法和修復技術，必要時也可采用多種檢測法和修復技術相結合的方法。
4、結束語
在建筑工程項目質量管理越來越嚴的今天，鋼筋混凝土結構中的鋼筋的腐蝕問題日益引起人們的重視。因此，了解發生腐蝕的機理，進而采取針對性的防范措施，是保證工程質量的必要前提和要求。
參考文獻：
[1] 朱彥鵬主編.混凝土結構設計原理[M].重慶：重慶大學出版社，2002.
