浅谈电位―ph图在电力设备腐蚀与防护课程中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈电位pH 图在电力设备腐蚀与 防护课程中的应用 摘 要 本文从电位-pH 图、电力 设备用材、火电厂给水 pH 调节三个方 面阐述了电位-pH 图在电力设备腐蚀与 防护课程教学上的指导作用。指出只要 认真了解铁-水体系；铜- 水体系的电位- pH 图的制作及应用并结合一定的动力 学分析，火电厂给水 pH 调节原理是不 难掌握的。 中国论文网 /1/view-12868226.htm 关键词 电位-pH 图 给水 pH 调 节 教学体会 中图分类号：TG172.5 文献标识 码：A 金属-水体系的理论电位-pH 图是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 热力学上的平衡图，它是由二十世纪三 十年代比利时著名学者布拜 Pourbaix M 教授于 1938 年首先提出来的，因此也 被人们称之为 Pourbaix 图。它汇集了 金属腐蚀体系重要的热力学数据，比较 直观地显示了金属在不同电位和 pH 值 条件下可能生成的物质及其热力学稳定 性 同时也就间接地提供了防止金属腐 蚀的途径。 电力设备腐蚀与防护课程是为我 校应用化学专业电厂化学方向学生开设 的主干专业课，旨在为我国电力行业输 送合格的电厂化学人才。因为电力设备 所使用的材料大部分是金属和合金，因 此我们在讲授电力设备腐蚀与防护内容 前必须比较详细地讲解金属腐蚀与防护 的基本原理，由于内容多且跨度大，学 生较难有效地运用金属腐蚀与防护基本 原理来解决电力设备腐蚀与防护的实际 问题。在此笔者从 Fe-H2O 体系电位- pH 图的制作及应用、电厂设备材料和 给水 pH 调节三个方面谈谈怎样利用金 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 属-水体系的电位-pH 图来诠释电力生产 中锅炉给水的 pH 调节问题。使学生能 在给水 pH 调节问题上能够知其然并且 能知其所以然。 1 热力设备金属材料特性 锅炉钢管用钢应具有较高的耐腐 蚀性、良好的塑性、优良的焊接性和足 够高的机械强度，还要有较高的耐热性 和长期高温运行过程中金相组织的稳定 性。因此制造热力设备的金属材料主要 是碳钢，有的部件是合金钢。蒸汽温度 在 450以下低压锅炉钢管，主要选用 10 号、20 号优质碳素钢。壁温为 500550的过热器管，采用 15CrMo。壁温为 550580的过热器 管，采用 12CrMoV、12MoXWBSiRe。 壁温为 600620的过热器管，采用 12Cr2MoWVB 和 12Cr3MoVSiTiB。在 国外，壁温超过 600的过热器管，采 用 Cr12%的马氏体耐热钢和 1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢。加热器和凝汽器所用的 管材，要求传热性能好、一定的强度和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 良好的耐腐蚀性能。如 HSn70- 1A、HA177-2A 等，还可采用 B10 和 B30 铜镍合金管或钢管。因此热力设备 的腐蚀与防护问题都主要基于这三类材 质的防腐方面的考虑。比如本文要谈到 的给水 pH 调节问题。 2位 -pH 图的制作和应用 电位-pH 图的制作： 步骤一：列出体系中所有可能参 加反应的反应粒子； 步骤二：列出这些反应粒子之间 可能构成的平衡反应式； 步骤三：计算各反应式的平衡条 件； 步骤四：以 pH 值为横坐标，电 位为纵坐标作图。 如图 1 为 25下 Fe-H2O 体系的 电位-pH 图，图 2 为 25下 Cu-H2O 体 系电位-pH 图。 由图 1 可知，从 pH1.76 开始， 在较大电位（下转第 59 页） （上接第 46 页）范围内，铁在水体系中都将生成铁 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的难溶物 Fe2O3 和 Fe3O4 。处于热力 学的相对稳定状态。由图 2 可知，从 pH7 开始，铜在水体系中都将生成铜 的难溶物 CuO 和 Cu2O。处于热力学的 相对稳定状态。 3 火电厂给水 pH 调节范围的确 定 综合电力设备金属材料特性以及 Fe-H2O 体系和 Cu-H2O 体系的电位-pH 图，不难看出当前国内大型火力发电机 组加氨等调节给水 pH 值的目的是碱化 介质，使铁及其合金，铜合金材质表面 都处于钝化状态，即热力学的相对稳定 状态。降低电力设备材质的腐蚀，保证 机组安全运行。目前国内电厂给水 pH 值调节在结合一些动态试验结果后，一 般将 pH 值控制在 8.89.2 的范围。pH 值过高，如 Fe-H2O 体系 pH 值 13，Cu-H2O 体系的 pH9.5，铁将会生 成 HFeO2-，铜将会生成 CuO22-而发生 腐蚀。 因此，在讲授锅炉给水 pH 调节 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 原理时，若能让学生掌握电位-pH 图的 制作及应用，并结合热力设备材料特点 和一定的动力