D01:10.133741.is9m100103x.2009.09.0I1 第31卷第9期 北京科技大学学报 Vol.31 No.9 2009年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sp.2009 锅炉酸洗过氧化氢钝化工艺的电化学实验研究 张秀丽)部明文2杨妮引 王应高)李贺全 1)华北电力科学研究院有限责任公司，北京1000452)北京科技大学材料科学与工程学院.北京1000833)华北电力大学，保定07103 摘要采用线性极化电阻技术和交流阻抗技术研究了锅炉水冷管材在过氧化氢溶液钝化条件下的电化学特征，结合SEM 电子扫描技术对不同钝化条件下的钝化膜成膜形貌进行观察测量.实验结果表明，在柠檬酸漂洗后采用过氧化氢钝化的过程 中，当过氧化氢的质量分数为01%，溶液pH为95，亚铁离子的质量浓度为100mgL-且氯离子的质量浓度低于50mgL1 时钝化效果最好，钝化膜成膜形貌较为完整，管材抵抗外界腐蚀的能力最强， 关键词锅炉：酸洗：交流阻抗：线性极化：过氧化氢：钝化 分类号TG174.55TB302.2 Electrochemical study on hydrogen peroxide passivation during boiler pickling ZHANG Xili.GAO Ming-wen.YANG Ni,WANG Ying-gao.LI He-quan) 1)North China Ekctric Power Research Institute Beijing 100045,China 2)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 3)North China Ekctnie Power University,Baoding 071003,China ABSTRACT The linear polarization resistance and AC impedance techniques were applied to test the electrochemical performance of boiler water-cooling pipe steel in hydrogen peroxide solution.The microstructures of the pipe steel passiv ated in different conditions were observed by SEM.The experiment results show that when the mass fraction of hydrogen peroxide is Q 1%,the pH of the solu- tion is 9.5,the mass concentration of fermous ions is 100mgL and the mass concentration of chlorine ions is less than 50mg'L the better passivation with H20 can be achieved after pickling with citric acid.An intact passive film has formed on the pipe steel and the corrosion resistance of the pipe steel is optimal. KEY WORDS boiler;pickling:AC impedance;linear polarization resistance;hydrogen peroxide:passivation 锅炉酸洗及钝化是锅炉检修寿命维护的重要手 得更为突出和重要. 段，采用不同的钝化剂会产生明显不同的钝化效果， 目前，在使用过氧化氢钝化工艺的研究中，评价 即使采用同一种钝化剂进行钝化，使用剂量的不同 纯化效果主要是目测法和硫酸铜点滴实验法， 则产生的钝化效果也会有很大的差异，尤其是对于 这些方法只能定性评价钝化膜的质量，无法为钝化 过氧化氢这种性质较为活跃的钝化剂而言，工艺及 工艺的控制提供科学依据.过氧化氢钝化的反应属 其控制参数更是会对钝化膜的形成和分解产生直接 于电化学反应，可以利用测量电极电位的手段来监 影响.尽管传统的钝化剂如亚硝酸钠、磷酸盐和联 控钝化过程9.有研究表明，过氧化氢钝化时处于 氨等钝化效果显著，钝化手段也较为成熟，但对环境 钝化状态的金属其电极电位（相对于Ag/AgCI参比 影响严重，其使用也越来越受到限制.因此目前普 电极)为20~100mV.金属电极电位是电化学热力 遍采用过氧化氢进行钝化，虽然其钝化效果较难控 学参数，从热力学的角度，仅仅能知道金属在介质中 制，但清洁环保的特性决定了过氧化氢钝化有着广 的腐蚀趋势，并不能了解腐蚀速度的大小，本研究 阔的应用前景，其钝化工艺的研究和改进也因此变 采用交流阻抗技术和线性极化电阻技9对过氧 收稿日期：200809-26 作者简介：张秀丽(1963一)，女，高级工程师，博士，E-mal:hangxiulli@sina.com锅炉酸洗过氧化氢钝化工艺的电化学实验研究 张秀丽1) 郜明文2) 杨 妮3) 王应高1) 李贺全1) 1) 华北电力科学研究院有限责任公司, 北京 100045 2) 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 3) 华北电力大学, 保定 071003 摘 要 采用线性极化电阻技术和交流阻抗技术研究了锅炉水冷管材在过氧化氢溶液钝化条件下的电化学特征, 结合 SEM 电子扫描技术对不同钝化条件下的钝化膜成膜形貌进行观察测量.实验结果表明, 在柠檬酸漂洗后采用过氧化氢钝化的过程 中, 当过氧化氢的质量分数为 0.1 %, 溶液 pH 为 9.5, 亚铁离子的质量浓度为 100mg·L -1且氯离子的质量浓度低于 50 mg·L -1 时钝化效果最好, 钝化膜成膜形貌较为完整, 管材抵抗外界腐蚀的能力最强. 关键词 锅炉;酸洗;交流阻抗;线性极化;过氧化氢;钝化 分类号 TG174.55;TB 302.2 Electrochemical study on hydrogen peroxide passivation during boiler pickling ZHANG Xiu-li 1) , GAO Ming-wen 2) , Y ANG Ni 3) , WANG Ying-gao 1) , LI He-quan 1) 1) North China Electri c Power Research Institut e, Beijing 100045, China 2) School of Mat erials Science and Engineering, University of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China 3) North China Electri c Power University, Baoding 071003, China ABSTRACT The linear polarization resistance and AC impedance techniques were applied to test the electrochemical performance of boiler water-cooling pipe steel in hydrogen peroxide solution .The microstructures of the pipe steel passiv ated in different co nditions w ere observed by SEM .The experiment results show that when the mass fraction of hydrogen perox ide is 0.1%, the pH of the solu￾tio n is 9.5, the mass concentration of ferrous ionsis 100mg·L -1 and the mass concentration of chlo rine ionsis less than 50 mg·L -1 , the better passivation with H2O2 can be achieved after pickling with citric acid.An intact passive film has formed on the pipe steel and the co rrosion resistance of the pipe steel is optimal . KEY WORDS boiler;pickling ;AC impedance;linear polarization resistance;hydrogen peroxide;passivation 收稿日期:2008-09-26 作者简介:张秀丽( 1963—) , 女, 高级工程师, 博士, E-mail:zhangxiulili@sina.com 锅炉酸洗及钝化是锅炉检修寿命维护的重要手 段, 采用不同的钝化剂会产生明显不同的钝化效果, 即使采用同一种钝化剂进行钝化, 使用剂量的不同 则产生的钝化效果也会有很大的差异, 尤其是对于 过氧化氢这种性质较为活跃的钝化剂而言, 工艺及 其控制参数更是会对钝化膜的形成和分解产生直接 影响.尽管传统的钝化剂如亚硝酸钠、磷酸盐和联 氨等钝化效果显著, 钝化手段也较为成熟, 但对环境 影响严重, 其使用也越来越受到限制.因此目前普 遍采用过氧化氢进行钝化, 虽然其钝化效果较难控 制, 但清洁环保的特性决定了过氧化氢钝化有着广 阔的应用前景, 其钝化工艺的研究和改进也因此变 得更为突出和重要 . 目前, 在使用过氧化氢钝化工艺的研究中, 评价 钝化效果主要是目测法和硫酸铜点滴实验法 [ 1-4] , 这些方法只能定性评价钝化膜的质量, 无法为钝化 工艺的控制提供科学依据.过氧化氢钝化的反应属 于电化学反应, 可以利用测量电极电位的手段来监 控钝化过程 [ 5] .有研究表明, 过氧化氢钝化时处于 钝化状态的金属其电极电位( 相对于 Ag/AgCl 参比 电极) 为 20 ～ 100 mV .金属电极电位是电化学热力 学参数, 从热力学的角度, 仅仅能知道金属在介质中 的腐蚀趋势, 并不能了解腐蚀速度的大小 .本研究 采用交流阻抗技术和线性极化电阻技术[ 6] 对过氧 第 31 卷 第 9 期 2009 年 9 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.9 Sep.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.09.011