影響因素很多,概括起來(lái)分為:化學(xué)因素,物理因素,生物因素。
1、pH值
污水的pH值對(duì)金屬腐蝕腐蝕的影響速度的影響,取決于該金屬的氧化物在水中的溶解度對(duì)pH值的依賴(lài)關(guān)系。
2、陰離子
金屬的腐蝕速度與水中陰離子的種類(lèi)有密切關(guān)系。
增腐排序:NO3-<CH3COO-<SO42-<Cl-<ClO4-
3、絡(luò)合劑
絡(luò)合劑又稱(chēng)配體。
污水中常遇到的絡(luò)合劑:NH3、CN-、EDTA、ATMP
絡(luò)合劑的作用:與水中的金屬離子(如銅)生成可溶性的絡(luò)離子(配離子),使水中金屬離子的游離濃度降低,金屬的電極電位降低,加快金屬的腐蝕速度。
4、硬度
定義:污水中鈣離子和鎂離子濃度之和稱(chēng)為硬度。
鈣、鎂離子濃度過(guò)高時(shí),會(huì)與水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用,生成碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鎂垢,引起垢下腐蝕。
5、金屬離子
堿金屬離子(鈉離子、鎂離子等)
對(duì)金屬和合金的腐蝕速度無(wú)明顯或直接的影響。
重金屬離子(銅、銀、鉛等)
在水中對(duì)鋼、鋁、鎂、鋅常見(jiàn)金屬起有害作用。
作用形式:
通過(guò)置換作用,以一個(gè)個(gè)小陰極的形式析出在比它們活潑的機(jī)體金屬表面,形成一個(gè)個(gè)微電池,引起基體腐蝕。
鐵離子
酸性溶液中,Fe3+是陰極反應(yīng)加速劑。
中性溶液中,Fe2+可抑制鋼和銅合金的腐蝕。
鋅離子
在水中対鋼有緩蝕作用,鋅鹽廣泛用作緩蝕劑。
6、溶解氣體
(1)氧
氧的作用:在中性水中,對(duì)一些金屬的腐蝕起著重要作用。
在腐蝕的金屬表面,氧是去極化劑促進(jìn)腐蝕,有時(shí)是氧化性鈍化劑抑制腐蝕。
氧對(duì)水腐蝕的影響隨金屬而變:
鋼鐵
低碳鋼的腐蝕速度隨水中氧含量的增加而加快。
銅和銅合金
銅合金在水中的腐蝕速度較低。軟水中,氧和二氧化碳含量高時(shí),使銅的腐蝕速度增加。
鋁
水中的氧對(duì)鋁不是腐蝕促進(jìn)劑。
(2)二氧化碳
CO2溶于水,生成碳酸或碳酸氫鹽,使水的pH值下降,有助于氫的析出和金屬表面膜的破壞。
無(wú)氧存在時(shí),會(huì)引起鋼和銅的腐蝕,但鋁不腐蝕。
(3)硫化氫
會(huì)加速鋼和銅的腐蝕,但對(duì)鋁無(wú)腐蝕性。
(4)二氧化硫
會(huì)降低水的pH值,增加水對(duì)金屬的腐蝕。
(5)氯
氯在水中水解生成鹽酸和次氯酸,增加水的腐蝕性;
生成的氯離子能促進(jìn)金屬的局部腐蝕。
7、濃度
在非氧化性酸中,多數(shù)金屬隨酸濃度的增加腐蝕加;
在氧化性酸中,隨濃度的增加,金屬腐蝕速度有一個(gè)最高值,當(dāng)濃度超過(guò)一定數(shù)值后,金屬表面生成保護(hù)膜,腐蝕速度下降。
8、懸浮固體
當(dāng)水流速降低時(shí),污水中的泥土、砂粒、塵埃、腐蝕產(chǎn)物、水垢等不溶性物質(zhì)組成的懸浮物,易生成稀松的沉積物形成垢下腐蝕;
當(dāng)水流速過(guò)高時(shí),懸浮物使金屬產(chǎn)生磨損腐蝕。
9、流速
有氧存在時(shí):
水流速較低時(shí),腐蝕速度隨流速增大而增大;
水流速足夠高時(shí),足夠的氧使金屬全部鈍化,金屬的腐蝕速度下降。
繼續(xù)提高流速,水對(duì)金屬的沖擊作用會(huì)破壞金屬的鈍化膜,金屬的腐蝕速度將重新增大;
超高速的流體設(shè)備中,會(huì)引起空泡腐蝕。
10、電偶
當(dāng)兩種不同金屬在污水中接觸時(shí),會(huì)形成電偶腐蝕。
11、溫度
通常,金屬的腐蝕速度隨溫度的增高而增大。
敞開(kāi)式容器中,金屬的腐蝕速度有一個(gè)最大值,當(dāng)溫度超過(guò)某一值時(shí),腐蝕速度隨溫度的升高而下降;
密閉容器中,金屬的腐蝕速度隨溫度的升高而增大。
12、細(xì)菌(與腐蝕有關(guān)的細(xì)菌)
粘液異養(yǎng)菌(本身不直接引起腐蝕)
油田水系統(tǒng)中數(shù)量最多的一種有害菌。
產(chǎn)生一種膠狀的、粘性的或粘泥狀的附著力很強(qiáng)的沉積物,影響阻垢劑的作用,并使金屬表面形成差異腐蝕電池而發(fā)生垢下腐蝕。
鐵細(xì)菌
包括嘉氏鐵桿菌、球衣細(xì)菌等,特點(diǎn):
A、在含鐵的水中生長(zhǎng);
B、通常被包裹在鐵的化合物中;
C、生成體積很大的紅棕色沉積物;
D、鐵細(xì)菌是好氧菌,但也可以在氧含量小于0.5mg/l的環(huán)境中生存。
腐蝕影響:
鐵細(xì)菌將水中的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為不溶于水的Fe2O3的水合物。鐵細(xì)菌產(chǎn)生的銹瘤使鋼鐵表面形成氧濃差電池,并且從陽(yáng)極區(qū)除去亞鐵離子,使鋼的腐蝕速度增大。
硫酸鹽還原菌
在有氧或缺氧的狀態(tài)下用硫酸鹽中的氧進(jìn)行氧化還原反應(yīng)而得到能量的菌群。
存在場(chǎng)所:油井、管道等厭氧性有機(jī)物聚集的地方。
腐蝕機(jī)理:將水中的硫酸鹽還原為硫化氫,引起腐蝕。
對(duì)腐蝕的影響后果:腐蝕速度驚人,引起的孔蝕的穿透
速度大約是1.25~5.0mm/a,即使在某些緩蝕劑作用下仍能使金屬迅速穿孔。
產(chǎn)酸細(xì)菌
A、硫化細(xì)菌——將水中的氨轉(zhuǎn)化為硝酸;
B、流桿菌——將水中的硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸 |