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电化学腐蚀工业的基本原理论文

发布时间:2024-07-07 17:31:58

电化学腐蚀工业的基本原理论文

电化学腐蚀的机理是金属材料与电解质溶液接触通过电极反应产生的腐蚀。以下是关于电化学腐蚀的部分介绍:1、简介:电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中金属失去电子而被氧化其反应过程称为阳极反应过程反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原其反应过程称为阴极反应过程。2、反应历程的特点:在一定条件下非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子作用而形成腐蚀产物。

汽车是每个人出行的必备工具。当然,汽车知识必不可少。为了方便大家理解这些知识,今天,边肖将向大家介绍电化学腐蚀的原理是什么的问题。有兴趣的朋友可以了解一下,可能对你有帮助。电化学腐蚀原理:两种金属在溶液中形成回路,发生氧化还原反应,影响活性金属发生反应而被腐蚀。电化学腐蚀是指铁和氧形成两个电极,形成腐蚀原电池。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中,金属失去电子并被氧化。反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质的金属离子或覆盖在金属表面的金属氧化物(或金属难溶盐)。介质中的物质从金属表层获得电子并被还原,其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中,得到电子并被还原的物质习惯上称为去极化剂。在均匀腐蚀过程中,金属表层发生阳极反应和阴极反应的概率没有显著差异,两种反应发生的表层位置随机变化。如果金属表层的某些区域发生阳极反应,而其他区域发生阴极反应,则前者称为阳极区,后者称为阴极区。阳极区域和阴极区域形成腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应。因此,通常使用外部电源或电线将被保护的金属与另一种具有较低电极电位的金属连接,从而在具有较低电位的金属上发生腐蚀。

电化学腐蚀比其它类型的腐蚀破坏更为常见,对金属是极其危险的。它可能发生在气体环境中,这时湿气凝结在金属表面上(大气腐蚀);可能发生征土壤中(上坟腐蚀) 和溶液中(液体腐蚀)。电化学腐蚀是受电化学反应动力学支配的。其速度可根据法拉第定律测定。 电化学腐蚀的一个特殊情况是电腐蚀,即由外电流引起的腐蚀。除去不溶性阳极的破坏以外,电腐蚀还包括有导电液体波过的管道的腐蚀和电解槽壁及地下金属结构在由探露电线来的直流电影响下的溶解(漫沈腐蚀)。这种漫流可能在金属结构的两个部分之间建立电位若,其一部分内某外电源接受电流(别极区域),另一部分则起阳极作用(阳极区域), 即被破坏的阳极部分, 内此电流流入周围的离子导电介质。按照伴随电化学腐蚀的破坏力式,腐蚀分为影响金属全部表面的一股腐蚀和局限于金属表面一定部分的局部腐蚀。在后一种情况下腐蚀可能导致斑点(破蚀)或凹坑(小扎)。此腐蚀可能涉及合金中一种单独金届成分的晶粘(选挥性腐蚀), 可能穿透所有晶粒因而形成一些狭窄的缝隙(横品腐蚀), 或者可能集中在晶粗边界上进行(粒间腐蚀成品间腐蚀)。 心化学腐蚀的速度和特征主要决定于金届的本性及其环境。按照在一种特殊介质中的腐蚀速度,金A6可分为稳定金属和不稳定金届。根据一个给定介质腐蚀金属的速度,可以确定它是腐蚀性的或非腐蚀性的介质。已经提出了各种不同的常规标度来估计金属的耐腐蚀性和介质的腐蚀性。腐蚀速度可以几种方法表示。最常用的是更量指标和电沈指标。前者表示试样在单位面积(平力厘米、平方米)上单位时间(秒、小时、日、年) 内失去的重员(兜或下克),顺后者则是用试样单位表面积上的电流强度(安培或毫安培)来表示腐蚀速度。

电化学腐蚀论文范文

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ABS与汽车制动系统汽车的制动性也是汽车的主要性能之一。自从汽车诞生之日起,汽车的制动性就显得至关重要;并且随着汽车技术的发展和汽车行驶车速的提高,其重要性也显得越来越明显。制动性直接关系到交通安全,重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关。所以,汽车的制动性是汽车行驶的重要保障。汽车的制动性及其评价指标汽车行驶时能在短距离内停车并且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力,以及汽车在一定坡道上能长时间停车不动的驻车制动器性能称为汽车的制动性。汽车的制动性主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三方面来评价。一、提高汽车安全性的制动控制系统有汽车参与的交通事故中,事故的预防、事故的回避、乘客保护等安全领域与汽车的运动性能有密切的关系。事故预防中起主要作用的是驾驶员,事故发生瞬间对乘客保护主要是汽车的被动安全设备起作用,而事故的回避则与汽车的制动控制系统有紧密的关系。在事故预防环节中人和环境的作用是主要的,在事故回避环节中车的作用是主要的。在汽车中,提高安全性的制动控制系统除了ABS、TCS、ESP(VSC、VDS)等,另外还有BAS(BrakeAssistSystem,制动器辅助系统)。制动辅助系统BAS是当紧急刹车时,根据踩的速度、力度,制动系统自动感知而输出更强的制动力。它的工作原理是,令刹车泵里的真空量增加,使你一脚踩下去,制动力度大大提高,从而提高了驾驶安全性。即使车子已经熄火了,它还会使刹车制动能力保持一段时间。它的功能是在紧急制动时,提供一个附加的制动力来帮助没能及时形成较大制动力的驾驶员,制动助力加快制动踏板的移动;当司机施加在制动踏板上的制动力不太大时,增加制动力,使车辆的紧急制动性能最佳。有关调查显示,约有90%的汽车驾驶员紧急情况刹车时缺乏果断,而BAS则能从驾驶员踩下制动踏板的速度,探测车辆行驶情况。紧急情况下,当驾驶员迅速踩下制动踏板力度不足时,BAS便会启动,并在不足1秒的时间内把制动力增至最大,从而缩短紧急制动刹车距离。ABS虽然能够缩短刹车距离,但如果驾驶员采用点刹时,车轮往往不会抱死,ABS没有机会发挥作用。而制动辅助BAS,则让现有的ABS具有一定的智能。当驾驶者迅速用力踩下刹车踏板时,BAS就会判断车辆正在紧急刹车,从而启动ABS,迅速增大制动力。二、ABS系统的保养与正确使用ABS(防抱死制动系统)作为一种主动安全装置,在现代汽车上运用已经很广泛了。由于其在制动过程中的控制方式及工作过程与以往普通的制动系统有所区别,因此在使用保养方面也与传统的制动系统有所不同,否则会引发ABS系统故障。总结多年的维修经验,笔者认为车主在使用装有ABS系统的汽车时要做到“四要”、“四不要”。四要(1)要始终将脚踩住制动踏板不放松。这样才能保证足够和连续的制动力,使ABS有效地发挥作用。(2)要保持足够的制动距离。当在良好路面上行驶时,至少要保证离前面的车辆有3s的制动时间;在不好的路面上行驶,要留给制动更长一些的时间。(3)要事先练习使用ABS,这样才能使自己对ABS工作时的制动踏板振颤有准备和适应能力。(4)要事先阅读汽车驾驶员手册。这样才能进一步理解各种操作。四不要(1)不要在驾驶装有ABS的汽车时比没有装ABS的汽车更随意。有些车主认为汽车装有ABS后,安全性加大,因此在驾驶中思想就会放松,为事故埋下隐患。(2)不要反复踩制动踏板。在驾驶有ABS的车时,反复踩制动踏板会使ABS的工作时断时续,导致制动效能降低和制动距离增加。实际上,ABS本身会以更高速率自动增减制动力,并提供有效的方向控制能力。(3)不要忘记控制转向盘。在制动时,ABS系统为驾驶者提供了可靠的方向控制能力,但它本身并不能自动完成汽车的转向操作。在出现意外状况时,还得需要人来完成转向控制。(4)不要在制动过程中,被ABS的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的,且可让驾驶者由此而感知ABS在工作。经过了一百多年的发展,汽车制动系统的形式已经基本固定下来,但是随着电子(特别是大规模、超大规模集成电路)的发展,汽车制动系统的形式也将发生变化。BBW(全电路制动,Break-By-Wire)系统的出现,将会彻底颠覆使用液压油或空气作为传力介质的传统制动系统。全电制动不同于传统的制动系统,因为其传递的是电,而不是液压油或压缩空气,可以省略许多管路和传感器,缩短制动反应时间。与传统的制动系统相比,BBW具有很多优点:结构简单,省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置、液压阀、复杂的管路系统等部件,使整车质量降低;制动时间短,提高制动性能;无制动液,维护简单;系统总成制造、装配、测试简单快捷,制动分总成为模块化结构;采用电线连接,系统耐久性能良好;易于改进,稍加改进就可以增加各种电控制功能。作为一种全新的制动系统,BBW给制动系统带来了巨大的变革,为将来的车辆智能控制提供条件。但是,要想全面推广,还有不少问题需要解决,比如:当前汽车的电力系统不能满足制动能量要求、控制系统失效时的处理和如何清除其它干扰信号对控制系统造成的影响等。目前BBW系统主要是应用在混合动力制动控制系统汽车上,采用液压制动和电制动两种制动系统;但是随着未来技术的发展,BBW全电路制动系统取代传统制动系统将成为现实。

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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

肯定不允许抄袭呀,论文这个事儿抄袭就是学术不端,一旦被发现对自己对导师都不好,所以你还是自己去看看交通技术这本期刊的文献哈,免费下载查阅的

化学腐蚀论文3000

关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。

关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。

1、金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。

2、影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。

3、防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。

改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

构成保护层

于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。

金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是~μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。

金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。

4、结语

不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。

查一下资料,首先把化学腐蚀和电化学腐蚀解释一下,弄明白,然后再把防止腐蚀的方法展开写一下差不多字说就够了。

金属电化学腐蚀与防护论文

在网站上找了一份,希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理�1.腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化,所释放的电子完全为氧化剂消耗,构成一个自发的短路电池,这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三(或二)类:(1)不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如:在铜板上有一铁铆钉,其形成的腐蚀电池。铁作阳极(负极)发生金属的氧化反应:Fe→Fe2++2e-;(Fe→Fe2++2e)=-.阴极(正极)铜上可能有如下两种还原反应:(a)在空气中氧分压=21kPa时:O2+4H++4e-→2H2O;(O2+4H++4e-→2H2O)=,(b)没有氧气时,发生2H++2e-→H2;(2H++2e-→H2)=0V,有氧气存在的电池电动势E1=-()=;没有氧气存在时,电池的电动势E2=0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生,当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起,相当于电池的外电路短接,于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液,多余的电子转向铜极上,在铜极上O2与H+发生还原反应,消耗电子,并且消耗了H+,使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2,接着又被空气中氧继续氧化,即:Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去,机械部件就受到腐蚀。(2)电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等),当其表面覆盖一层电解质薄膜时,铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极:Fe→Fe2++2e-碳作为阴极:如果电解质溶液是酸性,则阴极上有氢气放出(2H++2e-→H2);如果电解质溶液是碱性,则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结:从上面的分析可以看出:所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程:M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应,最常见的有下列两种反应:�①在缺氧条件下,H+离子还原成氢气的反应(释氢腐蚀)2H++2e-→H2。(=)该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应(耗氧腐蚀)中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。(=)在酸性环境中,O2+4H++4e-→2H2(=)2.腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后,有电流通过电极,电极就要发生极化,因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中,将极化曲线(电势~电流关系)绘成直线(横坐标采用对数标度),称为Evans(埃文斯)极化图(图10—8)。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流,实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢(即腐蚀电流j)的主要因素:①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大,最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下,极化程度愈大(即极化曲线的斜率),腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时,氢在金属表面析出的超电势逾大,极化曲线的斜率就逾大,腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何?”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此,金属-水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1.电势(E)—pH关系的一般表达式若有如下电极反应:xO(氧化态)+mH++ze-�-→yR(还原态)+nH2O例如:Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态;x,m,z,y,n为各反应物、产物的计量系数。当T=时E=-(10—14)因pH=-lg[a(H+)],a(H2O)=1上式可写成E=--(10—15)在a(R),a(O)被指定时,电势E与pH值成直线关系。①.电势与pH无关的反应:②.这些反应只有电子得失,没有H+或OH-离子参加。例如反应Zn2+(aq)+2e-=Zn(s);E(Zn2++2e-→Zn)=[a(Zn2+)/a(Zn)]。当a(Zn2+)=10-6、a(Zn)=时,E(Zn2++2e-→Zn)=.水溶液中的氢、氧电极反应因为反应在水溶液中进行,反应与H2,O2,H+,OH-有关。所以凡是以水作为溶剂的反应系统都一定要考虑氢、氧电极反应。氢电极反应(①线):电极反应式2H+(a)+2e-→H2(p);当p(H2)=时,有E(2H++2e-→H2)=(10—13)在E—pH图上是一条截距为零的直线,斜率为。氧电极反应(②线):电极反应式O2(p)+2H+(a)+2e-→H2O(l)在(H2O)=1、p(O2)=时,E(O2+2H++2e-→H2O)=该式表示氧电极反应的E—pH直线与氢电极的E—pH直线斜率相同,仅截距不同。4.电势-pH图的应用(1)图10—9中每条线上的点都表示Zn—H2O系统的一个平衡状态。凡不在直线上的任何一点均为非平衡状态,且每条线上方为该线所代表电极反应中氧化态稳定区,下方为还原态稳定区。因此,在图上分别得到Zn2+,Zn,Zn(OH)2的各自稳定存在区。线②以上是O2(氧化态)的稳定区,下方是H2O(还原态)的稳定存在区;在线①以上是H+(氧化态)的稳定区、线①以下是H2(还原态)的稳定存在区。(2)在E—pH图中任意两条线所代表的电极反应都能构成一个化学反应。例如线①与②所代表的电极反应构成的化学反应为:O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)。该反应可视为氧电极和氢电极组成的燃料电池。一般而言,高电势区直线所代表电极反应中的氧化态能氧化低电势区直线所代表反应中的还原态即:[氧化态]上+[还原态]下→[还原态]上+[氧化态]下且二直线相距愈远,以此二直线所代表电极反应组成电池时,电池的电动势就愈大,因此该氧化还原反应的趋势就愈大。如Zn2++2e-=Zn是线段a代表的平衡系统,该平衡位于①线下方,说明Zn在水溶液中是不稳定的。溶液中H+被还原成H2(g),Zn被氧化成Zn2+的反应2H++Zn=Zn2++H2是自发进行的。又因Zn的稳定区也在O2还原反应的②线以下,Zn被氧化成Zn2的反应:+2H++Zn=Zn2++H2O①线与a线反应组成电池:②线与a线组成电池,比①线距离线a更远,说明在含有O2的水溶液中Zn的热力学稳定性更差。(3)E—pH图可用来指导防腐、金属保护等方面的研究。从图10—9可知,当E<-时,Zn在酸性溶液中,既使在有氧存在的情况下都可以稳定存在,这就是金属电化学防腐的阴极保护原理;(4)水-Fe的E-pH图:Fe2++2e-→Fe(1线)Fe2O3+6H++2e=2Fe2++3H2O(2线)Fe3++e-=Fe2+(3线)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(4线)Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++3H2O(5线)3Fe2O3+2H++2e-=2Fe3O4+H2O(6线)Fe3O4+8H++8e-=3Fe+4H2O(7线)总之,E—pH图在解决水溶液中发生的一系列反应及平衡问题,如元素分离,湿法冶炼,金属防腐,金属电沉积,地质问题等方面均得到广泛的应用。三、电化学保护1.阳极保护(适用有钝化曲线的金属)凡是在某些化学介质中,通过一定的阳极电流,能够引起钝化的金属,原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法,取得了良好效果,有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点:钝化区的电势范围不能过窄,否则容易由于控制不当,使阳极电势处于活化区,则不但不能保护金属,反将促使金属溶解,加速金属的腐蚀。2.阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极,这样构件本身就成为阴极而受到保护,发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。(1)称为牺牲阳极保护法:它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属,即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极,称为保护器。这时,保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解,从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。(2)外加电流的阴极保护法:目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法,它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连,并在系统中引入另一辅助阳极,与外电源的正极相连。电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区,再回到直流电源B。当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势,则所有金属表面处于同一电势,腐蚀电流消失。因此,只要维持一定的外电流,金属就可不再被腐蚀。(3)气相中阴极保护。电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。1988年,中国研究出了气相环境中的阴极保护技术,用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护,并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果,使材料的寿命延长了20多倍,为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同,只是用固体电介质代替溶液,成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。外加阴极电流从辅助阳极流入,经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料),从而使处于气相环境中的结构得到保护。3.缓蚀剂的防腐作用把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中,就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种,腐蚀速率就会降低。根据缓、蚀剂所能抑制的过程,我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂,加快极化程度,降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多,属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐,磷酸盐等等;属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时,需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。

你可以看看一些关于防腐蚀的片子 得到心得后 再写吖

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金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。 1、金属腐蚀的定义 金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。金属的腐蚀还有其他的表述。所谓环境是指和金属接触的物质。例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。 2、金属腐蚀的分类 有多种分类方法。 (1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。 (2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值%~%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。(1)改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。①金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。②金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为 μm~ μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。③非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。④金属保护层它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。(3)改善腐蚀环境改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。(4)电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。①牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。②外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。

化工设备的腐蚀和防护的论文

化工是一个多行业、 多品种、 历史悠久的工业部门。下面是由我整理的化工 安全生产 技术论文,谢谢你的阅读。

化工生产中的安全技术探讨

摘要:化学工业是运用化学 方法 从事产品生产的工业。 它是一个多行业、 多品种、 历史悠久的工业部门。目前,化学产品在国民经济中的地位也越来越高, 发展化学工业促进工农工业、 发展国防和改善大家生活等方面都很重要。 但是, 化学工业生产本身面临着安全生产的重要难题, 随着化学工业的快速发展, 这些现象已越来越突出,本文就对化工生产过程中的安全技术进行了探讨。

关键词:化工生产;安全技术;探讨

中图分类号:C35 文献标识码: A

引言

化工行业是我国国民经济的支柱产业,然而化工生产主要是发生化学变化或者以化学处理为主,具有高温高压、易燃易爆、腐蚀性强等特点,因此,了解化学生产的过程及其常见的

安全问题,努力探讨控制危险的有效 措施 ,控制化工生产的安全技术非常重要,对人类的生命财产安全起着至关重要的作用。

一、 化工安全生产的重要意义

化工生产大多操作工艺复杂, 很多生产材料具有易燃、 易爆、 腐蚀性、 毒性等特点, 工艺流程也十分复杂, 在很大程度上增加了化工生产的危险性, 使化工生产存在一定的安全隐患。 化工企业一旦发生安全事故 (如火灾、 爆炸等) , 不但会造成经济上的巨大损失, 往往还会引起人员伤亡。 就我国目前而言, 化工企业在国民经济中居于支柱地位, 在经济发展中具有无可替代的重要作用。 因此, 化工安全生产管理是一个十分重要的领域, 不管是从经济效益出发还是从社会影响考虑, 都应当做好化工企业的安全生产工作, 保证化工企业的安全生产, 化工工人的人身安全, 社会秩序的稳定及国民经济的健康发展。

二、化工生产中常用的安全技术

化工过程具有生产工序多、操控要求高等特点,任何化工产品的生产过程都包含化学反应、热量传递、产物分离、物料输送流程等流程,在每个化工生产工艺流程中都需要针对其可能发生的危险采取相应的安全措施。

1、 加热传热

温度是化工生产过程最常见的控制指标,在化工生产过程中具有重要的意义。加热、传热过程是化工生产过程中及其重要的程序,温度升高的重要手段就是加热,然而加热过程危险较大,因此必须严格控制温度范围和升温速率 。加热过程中升温过快或温度过高都会对化工设备产生一定的损害,严重的甚至会导致化学反应失控造成爆炸事故。因此,在化工生产过程中必须严格控制温度,采取适当的传热设备。在加热过程中要防止加热设备与易燃易爆物接触或者采用惰性气体进行保护来防止爆炸。

2、冷凝冷冻

冷却、冷凝是化工生产中两种降温操作,在化工生产中冷却、冷凝过程严重影响防火安全。如果反应设备和物料未能及时得到应有的冷却或冷凝,常常会导致火灾甚至爆炸。在冷凝冷冻过程中一定要严格控制技术要求,根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷却的工艺条件,正确选用冷却设备和冷却剂,并且要严格注意冷却设备的密闭性,防止物

料进入冷却剂中或冷却剂进入物料中。空气和水是化工生产中常用的冷却介质,而氟利昂和氨常被用做冷凝介质。在进行冷却操作时,冷却介质要持续供给,否则会造成积热,使系统温度、压力骤升而引起火灾或爆炸。在冷凝过程中,要特别注意冷凝器和管道的封装密封性,防止泄露爆炸现象。化工生产中,应先清除冷凝器中的积液,再通入冷却介质,最后通入高

温物料。停车时先停物料,后停冷却系统。

3、 蒸 馏

蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液 - 固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合(见图 1)。将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体从而达到蒸发、冷凝的作用。蒸馏是分离沸点相差较大的混合物的一种重要的操作技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义,它的优点是不需使用系统组分以外的 其它 溶剂,从而保证不会引入新的杂质。在常压蒸馏中应注意易燃液体的蒸馏热源不能采用明火,可采用水蒸气或过热水蒸气加热。对于高温的蒸馏系统,应防止冷却水突然漏入体系,这将会使水迅速汽化,体系

内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸。却水不能进入气缸,并且管道内的压力必须保持正压。

4、过 滤

过滤是通过特殊装置将流体提纯净化的过程,在生产中可以将悬浮液中的液体与悬浮固体微粒有效分离(见图 2)。过滤操作是使悬浮液中的液体在重力、真空、加压及离心力的作用下,通过多细孔物体,而将固体悬浮微粒截留进行分离的操作 。过滤过程安全操作要尽可能采用连续自动操作,使操作人员脱离与有毒物料接触。过滤的设备选材和焊接质量要可靠,设备不能超时间、超负荷运转,以免转鼓磨损或腐蚀,启动速度不能过高,否则会导致事故发生。

5、干 燥

为除去原料和粗产品中的少量水分,常需要干燥。干燥是指除去固体、液体或气体内少量水分的操作 。干燥方法可分为物理方法与化学方法两种。物理方法有吸附、共沸蒸馏、分馏、冷冻干燥、加热和真空干燥等。化学方法按去水作用的方式又可分为两类: 一类与水能可逆地结合生成水合物,如氯化钙、硫酸钠等; 一类与水会发生剧烈的化学反应,如金属钠、五氧化二磷等。为防止火灾、爆炸、中毒事故的发生,干燥过程要严格控制温度,防止局部过热,杜绝自燃点很低的物质存在。在过程中散发出来的易燃易爆气体或粉尘,不应与明火和高温表面接触,防止燃爆。

三、 化工生产中存在的危险因素

1、生产设备存在安全隐患

很多化工生产环节需要在高温、 高压的环境中进行, 对化工设备的性能有严格要求。 然而, 有不少化工企业出于经济成本等考虑, 在采购化工设备时购进了质量不合格的化工生产设备, 带来了安全隐患。 有的化工设备生产厂商缺乏责任意识、 质量意识, 生产的化工设备质量不达标, 导致化工事故时有发生。 2、化工生产人员素质不高

员工素质是实现安全生产的重要因素, 然而, 我国大部分化工企业的员工均存在素质偏低的问题, 成为引起安全事故的又一危险因素。 有的员工在生产时注意力不集中, 与其他人交头接耳, 发现异常现象时没有及时上报, 不按照正确的操作规程去处理。 还有的员工任意拆卸化工设备的零部件, 导致零部件丢失, 导致设备出现安全隐患, 极易出现异常。

3、 企业管理 水平低

安全管理制度落实不到位是引起化工安全事故的重要因素。 在化工企业的生产过程中, 安全生产管理制度是实现安全生产的重要保障,但在实际生产过程中, 有很多化工企业并没有严格落实这些制度。 再加上宣传手段的缺乏, 导致国家制定的化工生产安全法律法规、 规章制度 成为表面 文章 , 没有发挥其应有的作用。 如2012年2月发生的河北克尔化工硝酸胍爆炸事故, 导致80余人死伤, 其直接原因就在于安全管理落实不到位, 安全管理水平不高。

4、 企业扩张过快

近年来, 我国的化工行业有了飞速的发展, 行业内企业的规模有了不同程度的扩大。 在此过程中, 有些企业为了追求更大的经济效益而盲目扩张企业规模, 但在技术水平、 管理 经验 、 经济实力等方面却没有及时跟进, 导致企业不能对安全生产进行有效的监督与管理, 不能及时消除安全隐患

四、加强化工生产的安全管理措施

首先,需要建立完善设备生产 - 安全预警 - 生产管理系统,实时监控生产情况及设备运行状况,在危险设备上安装预警系统并实时刷新数据,当温度或压力达到一定值时即启动警报装置,管理人员对于收到的报警处理预案及时进行判断并处理,并在此过程中不断更新完善安全管理系统,实现化工生产高效及时的安全生产管理。其次,化工生产企业需要做好员工培训工作,加强员工的安全生产意识,定期作好 安全 教育 培训和各项安全演练活动。组织职工学习各类事故发生的原因, 总结 经验教训,使广大职工通过安全活动的学习能够更深刻的认识到安全生产是一切事物的前提,督促全体员工认真学习各项 安全知识 。

结束语

化工生产是一个存在高危险、高风险的生产过程,需要安全技术对其生产体系进行危害辨识、风险评价和风险控制,确保化工生产过程的安全管理和事故预防。化工生产过程中必须对各个操作进行严格控制,加强安全防范意识,提高安全管理的科学化、规范化、标准化水平,提升生产过程中的安全保障能力,减少或避免事故的发生。

参考文献

[1]朱超.化工生产中的安全技术探讨[J]. 《科技致富向导》,2014,(17).

[2]李廷富.化工生产中的安全技术应用研究[J].《中国化工贸易》,2013,(8).

[3]马凤仙,王磊.化工生产中安全技术的应用研究[J]. 《中国石油和化工标准与质量》,2011,(10).

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查一下资料,首先把化学腐蚀和电化学腐蚀解释一下,弄明白,然后再把防止腐蚀的方法展开写一下差不多字说就够了。

浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文

一、引言

压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。

二、化工压力容器腐蚀的常见类型

化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。

1、物理腐蚀

在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。

2、化学腐蚀

化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。

3、电化学腐蚀

电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。

4、应力腐蚀

化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。

三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措

1、腐蚀的生成原因

(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。

2、防腐蚀的防控举措

(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。

四、结论

总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。

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