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水化学腐蚀
核电站的水化学指标
水化学重要参数的调整
（水中溶解氧的克制，pH的调整，电导率检测）电厂水汽质量指标
1
水及其溶液由于具有高的沸点、低的凝固点及高度热焓，在核电站反应堆中作为冷却剂及传热介质。在压水堆核电站中，水作为反应堆堆芯冷却剂及二回路的传热介质。在高温气冷堆中，高纯水作为二回路的传热介质。不管作为冷却剂还是传热介质，它们都是在高温高压下工作，均有也许使奥氏体不锈钢产生腐蚀。反应堆构造材料的腐蚀往往会导致重大经济损失，金属腐蚀也是导致核电站和热电站设备事故的重要原因之一。并严重影响正常的电力供应。全世界发达国家每年因腐蚀而导致的损失价值约7000亿美元，占国民经济生产总值的2％~4％。因此在核电站中，控制和减少腐蚀就是水化学的重要任务。水化学的另一任务是减少辐射对工作人员的影响，构筑安全工作环境。下面首先简介水化腐蚀与水化学成分和指标的关系。
一 水化学腐蚀
与水溶液接触的设备或管道，长期运行时都会有不一样程度的腐蚀，而腐蚀产物又会与水垢一起沉积在设备的表面，使腐蚀问题复杂化，水化学的目的之一就是减少或克制设备的腐蚀，虽然一般称之为的不锈钢材料也是存在腐蚀问题的。化学腐蚀可分下述几种状况：
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（1） 铁-水反应
高温下，铁-水系统及铁-水蒸汽系统在热力学上是不稳定的，它们互相作用按下式反应生成磁铁氧化物Fe3O4或FeO，同步释放出氢气：
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2
Fe+H2O→FeO+H2
3FeO+H2O→Fe3O4+H2
在蒸汽发生器中高温水蒸汽的腐蚀就是此类腐蚀。
在高温条件下，水与金属反应，生成一种金属氧化物膜（Fe3O4），其形成过程：
。
这种膜是致密的，具有保护金属不再腐蚀的作用。水质pH值10~12时，钢铁的腐蚀速度最小，护膜稳定性很好。当锅炉水质pH不合适时，保护膜被破坏，产生腐蚀。
虽然无酸，碱，也有反应
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2） 氧腐蚀
氧腐蚀又叫耗氧腐蚀，是指导致溶液中氧的还原反应（生成OH-或H2O）的一种腐蚀。氧腐蚀的破环形式也许是全面的均匀腐蚀，也也许是局部腐蚀。在容器中氧腐蚀在金属上形成“溃疡”是局部腐蚀。
氧腐蚀发生的重要原因是水中氧含量和pH值太高。氧腐蚀化学反应。
最终产物是Fe3O4,Fe2O3，FeOOH----Fe（OH)2脱水
氢氧化亚铁不稳定，氧化
4
局部腐蚀是钢铁表面形成许多小鼓包，鼓包下是腐坑，坑口被腐蚀产物所覆盖。如金属表面电化学不均匀性，如有夹杂物存在，氧化膜不完整等。在含氧水中形成氧化还原反应（腐蚀微电池），腐蚀反应为：
阳极：Fe→Fe2++2e
阴极：O2+2H2O+4e→OH-
生成的：Fe2+发生水解，产生H+，即：
Fe2++2H2O→Fe(OH)2+2H+
产生所反应的H+使阳极处的pH值下降，加速了阳极反应，在阳极处形成小腐蚀坑。使坑内腐蚀深入加紧。坑内Fe2+浓度高，Fe2+向坑外扩散，在坑口处形成Fe3O4铁锈或Fe(OH)2等产物。堆在坑口处，使氧很难进入坑内。
当水流速度快时，可把腐蚀产物冲走，使电池不能形成，因此，氧腐蚀易发生在水流停滞处。
影响氧腐蚀的几种原因是：
氧浓度；
pH值；
温度；
Cl-及 浓度；
氧腐蚀示意图
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水中氧浓度及温度对碳钢腐蚀速度的影响
温度对氧腐蚀速度的影响
水中氧及pH对腐蚀速度的影响
pH值对氧腐蚀的影响
腐蚀反应常常不是单一原因
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（3） 酸腐蚀
产生酸的来源：
#
# 由于水中杂质在高温下热分解，降解或水解，产生酸性物质。阴树脂60度开始分解，阳树脂160度分解有机酸，甲酸，乙酸等
#给水及水质pH过低是导致酸腐蚀的重要原因。如凝汽器泄漏的冷却水中酸性物质等。
#碱土盐类（水碱沉积物）水解产生酸
防止酸腐蚀的途径，除提高补给水质量和防止凝汽器泄漏外，一般是对给水pH值调整，采用碱性水运行方式。中和水中溶解的CO2等酸性物质。~。
酸性腐蚀；
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pH值与平均腐蚀速率的关系
8
（4） 应力腐蚀破裂
一般不锈钢在高温含Cl-介质中，在有应力作用下，在与拉应力垂直的平面上出现裂纹（见图4-4）。开始时只有微小裂纹，逐渐变成宏观裂纹。裂纹的产生是机械力和电化学作用共同作用导致的。影响不锈钢应力腐蚀的原因除Cl-，应力外，尚有溶解氧的浓度。
表是在350℃条件下，1Cr18Ni9Ti不锈钢的应力腐蚀破坏数据。
碳钢在强碱溶液（NaOH）中会产生碱脆，且有突发性。碱腐蚀产生的前提是有一定的拉应力及碱性溶液介质。
氯及氧的应力腐蚀影响
浓度（mg/L）
试验时间
结果
Cl-
O2
~
880
无裂纹
~
2055
无裂纹
~
1985
出现裂纹
38~42
221
出现裂纹
10
~
650
出现裂纹
1000
~
873
无裂纹
9
（5） 氨腐蚀
氨水溶液呈弱碱性，对钢铁材料不产生腐蚀，但对铜制材料则有明显的腐蚀作用。氨在水中的反应：
K=×10-5
氨浓度（ppm）
pH
联氨浓度（ppm）
pH
100
100
10