Analiza și contramăsuri ale problemelor de coroziune ale echipamentelor de producere a hidrogenului de electroliză a apei alcaline

1. Efecte adverse ale coroziunii asupra echipamentelor de producere a hidrogenului prin electroliza apei

The sistem de producere a hidrogenului prin electroliza apei implică soluție de hidrogen, oxigen, hidroxid de potasiu (sau hidroxid de sodiu) și alte medii materiale și diferite tipuri de coroziune, cum ar fi coroziunea chimică, coroziunea electrochimică, fragilizarea cu hidrogen, fragilizarea alcalină etc. Dacă problema coroziunii nu este tratată corespunzător, aceasta va duce la întreținerea și înlocuirea frecventă a pieselor, va perturba programul de producție din fabrică, va provoca pierderi economice și poate provoca, de asemenea, scurgeri de materiale, poate polua mediu și pun în pericol siguranța personală.

1) Degradarea performanței: Coroziunea poate duce la o scădere a activității suprafeței electrodului, reducând eficiența generării de hidrogen și oxigen, reducând astfel performanța generală a electrolizorului.

2) Uzura electrodului: În timp, coroziunea face ca materialul electrodului să se uzeze, afectând rezistența mecanică și conductivitatea acestuia și poate necesita în cele din urmă înlocuirea electrodului.

3) Generare neuniformă de gaz: suprafața neuniformă a electrodului cauzată de coroziune poate duce la generarea neuniformă de bule, care la rândul său afectează separarea gazelor și eficiența colectării.

4) Risc crescut de defecțiune: Coroziunea severă poate cauza fisurarea sau defectarea electrozilor, crescând riscul de defecțiune a sistemului general de electrolizor.

5) Costuri de întreținere crescute: Degradarea performanței indusă de coroziune și nevoia de înlocuire a electrozilor cresc costurile de întreținere și operare.

2. Tipuri de coroziune și contramăsuri

1) Fragilarea prin hidrogen: un risc ascuns Fragilarea prin hidrogen este un fenomen în care proprietățile mecanice ale metalelor scad din cauza hidrogenului. Este împărțit în fragilizare de hidrogen de mediu (externă), fragilizare de hidrogen internă și fragilizare de hidrogen reactiv. Dintre materialele din oțel, fragilizarea hidrogenului din oțel carbon crește odată cu creșterea conținutului de carbon. Oțelul inoxidabil se confruntă, de asemenea, cu riscul de fragilizare prin hidrogen. Oțelul inoxidabil austenitic are o rezistență relativ bună la fragilizarea hidrogenului. Factori precum temperatura ambiantă, presiunea hidrogenului, viteza de deformare și tehnologia de procesare afectează apariția fragilizării hidrogenului. Pentru a preveni fragilizarea hidrogenului, putem începe de la reducerea dizolvării hidrogenului, reducerea concentrației de hidrogen, inhibarea difuziei hidrogenului, tratarea suprafeței, alierea și tratarea termică, reducerea concentrației de stres etc. Atunci când alegem materiale pentru sistemul de producție de hidrogen, trebuie să luăm în considerare cu atenție și compatibilitatea materialelor conductelor și supapelor cu hidrogenul.

2) Fragilarea alcaline: o amenințare care nu poate fi subestimată. Fragilarea alcalină, cunoscută și sub denumirea de fisurare prin coroziune sub tensiune, este fisurarea fragilă a metalelor sub medii corozive specifice și solicitări de tracțiune. Oțelul carbon este predispus la fragilizare alcalină într-o concentrație mare de soluție de NaOH și la o anumită temperatură. Oțelul inoxidabil austenitic crom-nichel prezintă, de asemenea, riscul de fragilizare alcalină. Intervalul de fragilizare alcalină a nichelului și aliajelor pe bază de nichel este relativ îngust. Schema schematică a coroziunii la efort. Tianji Hydrogen Energy selectează materiale pentru mediile lichide alcaline. Oțelul carbon este utilizat în mod obișnuit pentru placarea cu nichel a plăcilor de celule electrolitice. Selectarea materialului de conductă trebuie să ia în considerare mai mulți factori. Selectarea electrozilor este, de asemenea, deosebită, cum ar fi utilizarea obișnuită a fierului moale placat cu nichel ca anod.

3) Coroziunea electrochimică: un „inamic” cu mai multe fațete Coroziunea electrochimică include coroziunea curentului parazit, coroziunea galvanică, coroziunea în crăpături etc. Coroziunea curentă parazită provine din scurgerea curentului în reacția electrolitică, care va duce la coroziunea metalului anodului. Există în multe locuri, iar măsurile de protecție includ asigurarea izolației fantei unității, adăugarea de electrozi de sacrificiu și împământarea conductei principale. Coroziunea galvanică are loc la punctul de contact al diferitelor metale, iar coroziunea în crăpătură este legată de mediul din fisura metalică.

În plus, există coroziune la vârful mastoidului, canalul de gaz al plăcii, placarea cu nichel și alte părți, care necesită măsuri corespunzătoare de prevenire, cum ar fi controlul calității apei cu abur, asigurarea căilor respiratorii este scufundată în soluție alcalină și curățarea impurităților în timp. . În același timp, o varietate de tehnologii de control al coroziunii ar trebui utilizate în combinație.

3.Plăci de electrolizor: considerente cheie ale componentelor

Grosimea placajului cu nichel de pe placa celulei electrolitice ar trebui să respecte standardele naționale relevante, care sunt legate de rezistența la coroziune și conductivitatea plăcii și afectează astfel performanța și durata de viață a celulei electrolitice. Testarea cu pulverizare cu sare este crucială pentru placă, care poate detecta în avans potențiale probleme de coroziune, poate asigura adaptabilitatea și durabilitatea acesteia în diferite medii, în special medii cu pulverizare cu sare ridicată, îndeplinește cerințele industriei privind fiabilitatea echipamentelor și se adaptează la nevoile de proiectare ale noilor electrolitici. celule.

4. Prevenirea coroziunii în celulele electrolitice alcaline

Deși electrolizoarele alcaline sunt tehnologice mature și au materiale pentru electrozi ieftine, au o problemă proeminentă de coroziune. Cauza coroziunii este legată de mediul alcalin și de oxigenul produs prin electroliză, iar consecințele afectează grav structura și performanța. Măsurile preventive acoperă selecția și dezvoltarea materialelor, optimizarea designului electrolizatorului, optimizarea logicii de control, optimizarea procesului de tratare a suprafeței și potrivirea componentelor de bază și întreținerea regulată. Problema coroziunii electrolizei apei echipamente de producere a hidrogenului este complex, dar prin înțelegerea profundă a mecanismului de coroziune și luarea măsurilor de protecție eficiente, de la selecția materialelor, optimizarea procesului până la întreținerea zilnică, se poate construi un sistem de protecție cuprinzător și pe mai multe niveluri pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului și pentru a promova electroliza apei. industria producției de hidrogen către o cale de dezvoltare mai eficientă, sigură și durabilă.