Стр. 75 - Теплогидродинамические процессы генерации пара в ЯЭУ

ТЕПЛОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА В ЯЭУ
75
Fe + Н2 О → FeО +Н2 (при t >5700С).
В теплоэнергетике наиболее распространена электрохимическая
коррозия в воде и ее растворах. Она представляет собой совокупность двух
сопряженно протекающих процессов (рис. 21.4):
• анодного (окислительного) - М→Мz+ + z e-,
• катодного (восстановительного) –D+ z e-→ [Dz ].
Анодный процесс, т.е. выход ионов металла в раствор под воздействием
полярных молекул воды приводит к разрушению его поверхности. Электроны
остаются в металле и сообщают ему относительно раствора отрицательный
заряд, величина которого - εа для определенного металла зависит от
концентрации его ионов в растворе ам через пропорциональный абсолютной
температуре Т коэффициент:
ε(aм) = ε 0 + (RT /zF) lnам. (21.1)
В формуле (21.1) ε0 – измеренное относительно стандартного водородного
электрода значение анодного потенциала, R- универсальная газовая постоянная,
T - температура, F- число Фарадея, z -заряд иона.
При нормальной концентрации (ам=1 г-ион/моль) величина εа=εо и
называется стандартным электродным потенциалом данного металла.
Катодный процесс это ассимиляция избыточных электронов
деполяризато-рами на границе поверхности катодного участка. Основными
катодными реакциями для условий работы металла энергетического
оборудования являются:
• восстановление ионов водорода с об-разованием газа: H++е-→ 0,5H2 ,
• восстановление (ионизация) раство-ренного в воде кислорода:
О 2+4е-+2Н2 О→ 4ОН-.
Выход электронов в раствор сопро-вождается появлением потенциала ка-
тодных реакций - εк , зависящего от рН. Баланс скоростей анодного и катодного
процессов дает токообразующую реакцию, являющуюся причиной
коррозионного процесса. Например:
• анод 2Fe -4 е- → 2 Fe2+,
•катод О2 +4е-+2Н2 О→ 4ОН-.
Суммарный процесс: 2Fe + О2+2Н2 О→ 2 Fe2+ +4ОН- → 2Fe(ОН)2 (тв).
Анодный и катодный процессы обычно разделены пространственно,
локализуясь на различных участках поверхности. При этом в процессе
коррозии между коррозионными парами возникает ток коррозии Iк, служащий
мерой интенсивности процесса. На рис. 21.4 представлена схема явления; на
рис. 21.5 значения некоторых стандартных электродных потенциалов
некоторых металлов в сопоставлении с εк (pH) кислородной и водородной
деполяризации.