压缩机腐蚀的原因在这里!带你分析CO2的腐蚀机理!

CO2作为一种清洁冷媒,在空调、热泵系统中的应用越来越普遍。然而CO2在特定条件下对钢材料具有腐蚀性,有可能对压缩机等重要设备的安全性带来影响。

本期小编与大家一起探讨CO2对压缩机的腐蚀机理。

往复式压缩机活塞及活塞杆被严重腐蚀CO2对设备、材料的腐蚀影响因素较多,其一是CO2工艺条件的影响,主要包括温度、压力、含水量、流速、含氧量、PH值等;其二是材料特性的影响。

水含量的影响

水分含量是影响CO2腐蚀的关键因素,CO2溶解于水中后,在金属表面形成了电解质溶液,从而构成了金属的电化学腐蚀的基本条件。

溶液中电离出的H+作为Fe腐蚀反应中的一种主要阴极去极化剂,增加金属的腐蚀速度,且随着压力的增大,水分增多,CO2溶解度也大幅度增加。

温度的影响

温度高低对是否发生CO2腐蚀并不直接相关,但温度会影响CO2气体中水含量的饱和度,当加压后的CO2被冷却降温时,必然会有冷凝水产生,由此为CO2的腐蚀提供了条件。

压力的影响

随着压力的增加CO2气体的溶解度增大,使阴极去极化过程加快,从而大大增加腐蚀速率。

流速的影响

随着流速的加快,H2CO3和H+等去极化剂能更快地扩散到电极表面,使阴极去极化增强,腐蚀产生的Fe2+迅速离开金属表面,阻止金属表面保护膜形成,并且对已形成的保护膜起到破坏作用,形成活化——钝化微电池,从而使腐蚀速率大大增加。

气体挾着液体强烈地冲击钢铁表面,产生强烈的液击,导致严重的冲刷腐蚀。

气体中氧含量的影响

当金属表面有完好的保护膜存在时,氧气存在将增加保护膜的完整性;

而当金属表面未形成保护膜或保护膜被破坏时,由于氧是Fe腐蚀反应中的主要阴极去极化剂之一,氧含量增加会加速碳钢腐蚀速率。

PH值的影响因素

CO2溶解于水中后形成酸性溶液,PH值明显下降,则会发生酸性腐蚀。

气缸及设备组件材质的影响

根据相关研究表明,溶解于水中的CO2对碳钢有腐蚀作用,碳钢的基体组织为铁素体(Fe)和渗碳体(Fe3C),当碳钢表面浸在碳酸溶液中,形成微电池,其中铁素体电极电位较低,成为微电池阳极,渗碳体则为阴极。阳极过程是铁素体溶解受到腐蚀。

与此同时,电子由阳极移向阴极,阴极过程使水中的氧与电子结合生成氢氧离子,在溶液中Fe2+与(OH)-相遇生成Fe(OH)2,Fe(OH)2与碳酸反应生成FeCO3,由此破坏碳钢表面生成的保护膜。

综上所述,CO2对碳钢材质的压缩机产生腐蚀,必须具备两个必要条件,首先是有冷凝水产生并形成了夹带,其次是冷凝水呈酸性。

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