西亚试剂：腐蚀机理

腐蚀机理 汞是一种重金属元素，俗称水银，常温下呈液态，银白色，易流动，密度13.5951g／cm3（即0℃时汞的密度），沸点356℃，凝点-39℃。汞能溶解多种金属，溶解后生成的汞合金又称汞齐。

　　一般说来，与汞性质相近的金属易于被溶解，在20℃时，Al在汞中的溶解度约为2.3×10-3%。一旦轻烃装置的天然气中含汞，在一定条件下可能对冷箱造成严重损坏，其腐蚀机理主要有如下几种：

　　1) 溶解腐蚀 纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层致密的Al2O3钝化膜。但保护膜不仅在一定工况下（如变形）容易破裂，而在天然气的密闭厌氧条件下无法再次钝化生成保护膜。且很少量的汞就可导致钝化膜破裂。Hg在铝合金上生成附着力很小的汞齐，通过表面扩散分离钝化膜，使其抗腐蚀性能不断下降。这样，汞和铝之间的润湿也变得容易，不断发生汞对铝的溶解腐蚀。

　　2) 化学反应腐蚀 溶解于汞齐中的铝易与天然气中的微量的水反应生成Al (OH)3，生成的Al (OH)3不溶解于汞而浮在汞表面。这样就会有新的（再下一层的）铝溶解于汞中,然后又与水反应生成Al (OH)3。即：Al + Hg→Al Hg （1） 2Al Hg+ 6H2O→2Al (OH)3+3H2+2Hg （2）

　　反应（1）和（2）形成了一个催化循环，产生了对铝合金的连续腐蚀破坏。这样反复下去，汞不会减少，铝却不断与天然气中微量的水反应而不断变薄，直至腐蚀开裂。若天然气中含氧（O2），则氧也将于汞齐中的铝反应生成Al2O3。生成的Al2O3不溶于汞，而浮在汞表面，这样就会有新的（再下一层的）铝溶解于汞中。其化学反应腐蚀机理同与水反应类似。

　　3) 液体金属脆（断） 固体金属和液体金属（如Hg，Ga）接触而引起强度和韧性降低或低应力脆断的现象称为液体金属脆。1874年首次发现液体金属汞可以导致Zn的脆性以来, 人们对液体金属脆现象进行了广泛的研究, 提出了各种机制。关于液体金属脆断已发表了不少研究工作和评述性论文, 其理论主要有吸附降低表面能或键合力理论和吸附促进局部塑性变形导致脆断理论。

　　3、雅克拉站主换热器腐蚀实例：通过雅克拉集气处理站返厂检修的主冷箱腐蚀情况看，由于天然气中含汞造成运行中出现汞腐蚀的设备部位主要有物流一出口封头和集流管、物流二进口集合管和封头，并且既存在汞齐均匀腐蚀，也存在汞引起的铝合金脆裂腐蚀。最终导致冷箱失效的真正原因是液态汞引起的铝合金材质的脆裂。
 

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