不同水化学工况下金属氧化膜的特性研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:hnldlxz
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在不同的水工况形成的氧化膜形貌以及其保护作用是不同的,有的氧化膜致密均匀,阻挡了水汽的冲刷和阴离子的腐蚀,而有些氧化膜不仅没有起到保护水冷壁管的作用,还会产生沉积下的腐蚀。本文使用电化学方法、X-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等测试手段,研究了600MW锅炉水冷壁管在协调-pH值磷酸盐处理(CPT)、氢氧化钠处理(CT)、还原性全挥发处理AVT(R)和弱氧化性全挥发处理AVT(O)四种水工况下条件,300℃反应18小时所形成的氧化膜的形貌、结构,并分析了氧化膜成膜机理,其结果如下:常温电化学实验结果表明:由塔菲尔和交流阻抗数据可知,在常温CT水工况条件下,金属的腐蚀电流最大,交流阻抗值最小,抗腐蚀能力最弱,其腐蚀的程度是最严重的,得到的氧化产物是最多的;AVT(R)和AVT(O)因为氨的抑制作用,腐蚀电位较低,电流也很小,其在常温下腐蚀很微弱,但不同之处在于AVT(O)中存在少量的氧,提高了腐蚀电位,引起腐蚀电流变大,其抗腐蚀能力比AVT(R)要弱,腐蚀产物相对多一些;CPT的抗腐蚀能力介于CT和AVT(O)之间。高温氧化实验结果表明:(1)CPT水工况条件下金属内壁表层形成的氧化膜呈现了较深的腐蚀坑(腐蚀深度达到了200μm)和凹凸不平的特征,有明显的冲刷痕迹,不均匀的氧化物颗粒镶嵌在金属表层处,根据常温电化学结论得到CPT的腐蚀介于CT和AVT(O)之间,但高温该条件的腐蚀程度却是最严重的,因为在高温时磷酸盐的隐藏现象才会发生。(2)相比较CPT水工况,CT处理时金属表面生成的氧化膜颗粒较大,呈8面体结构,颗粒间的孔隙较大,而且腐蚀较深(腐蚀深度达到10μm),随溶液的流动氧化物很溶液被剥落,从而把坑洼的表面暴露出来,同时各种腐蚀性离子渗透至金属氧化膜内部,加速金属的腐蚀。(3)AVT(R)水工况条件下,金属表面覆盖了一层均匀平整的氧化膜(大约5μm左右),这层膜把金属完全包裹住,防止与溶液直接接触,起到了较好的保护作用,但由于氧化膜表层物质颗粒很小,容易溶解到水中使氧化膜减薄。(4)AVT(O)在AVT(R)的基础上,允许一部分氧气的存在,形成多层氧化膜,内层Fe3O4膜和外层Fe2O3膜,后者坚硬而且颗粒较大,起到防止了内层膜被溶液冲走的作用,由于受到氧的限制,形成的Fe2O3膜是很薄的。
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