Анализ и меры противодействия проблемам коррозии оборудования для производства водорода электролизом щелочной воды

1. Неблагоприятное воздействие коррозии на оборудование для производства водорода электролизом воды.

система производства водорода электролизом воды включает водород, кислород, раствор гидроксида калия (или гидроксида натрия) и другие материальные среды, а также различные типы коррозии, такие как химическая коррозия, электрохимическая коррозия, водородное охрупчивание, щелочное охрупчивание и т. д. Если проблему коррозии не решить должным образом, она приведет к частому техническому обслуживанию и замене деталей, нарушит производственный график завода, приведет к экономическим потерям, а также может вызвать утечку материалов, загрязнить окружающую среду и поставить под угрозу личную безопасность.

1) Ухудшение производительности: Коррозия может привести к снижению поверхностной активности электродов, снижению эффективности генерации водорода и кислорода, тем самым снижая общую производительность электролизера.

2) Износ электрода. Со временем коррозия приводит к изнашиванию материала электрода, влияя на его механическую прочность и проводимость, что в конечном итоге может потребовать замены электрода.

3) Неравномерное образование газа. Неровная поверхность электрода, вызванная коррозией, может привести к неравномерному образованию пузырьков, что, в свою очередь, влияет на эффективность разделения и сбора газа.

4) Повышенный риск отказа: сильная коррозия может привести к растрескиванию или выходу из строя электродов, увеличивая риск выхода из строя всей системы электролизера.

5) Увеличение затрат на техническое обслуживание. Ухудшение производительности, вызванное коррозией, и необходимость замены электродов увеличивают затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.

2. Виды коррозии и меры противодействия

1) Водородное охрупчивание: скрытый риск Водородное охрупчивание – это явление, при котором механические свойства металлов снижаются под действием водорода. Его подразделяют на внешнее (внешнее) водородное охрупчивание, внутреннее водородное охрупчивание и реактивное водородное охрупчивание. Среди стальных материалов водородное охрупчивание углеродистой стали увеличивается с увеличением содержания углерода. Нержавеющая сталь также подвержена риску водородного охрупчивания. Аустенитная нержавеющая сталь имеет относительно хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. На появление водородного охрупчивания влияют такие факторы, как температура окружающей среды, давление водорода, скорость деформации и технология обработки. Чтобы предотвратить водородное охрупчивание, мы можем начать с уменьшения растворения водорода, снижения концентрации водорода, ингибирования диффузии водорода, обработки поверхности, легирования и термообработки, снижения концентрации напряжений и т. д. При выборе материалов для системы производства водорода мы также должны тщательно учитывать совместимость материалов трубопроводов и арматуры с водородом.

2) Щелочное охрупчивание: угроза, которую нельзя недооценивать. Щелочное охрупчивание, также известное как коррозионное растрескивание под напряжением, представляет собой хрупкое растрескивание металлов под действием определенных коррозионных сред и растягивающих напряжений. Углеродистая сталь склонна к щелочному охрупчиванию при высокой концентрации раствора NaOH и при определенной температуре. Аустенитная хромоникелевая нержавеющая сталь также подвержена риску щелочного охрупчивания. Диапазон щелочного охрупчивания никеля и сплавов на его основе относительно узок. Принципиальная схема коррозии под напряжением. Tianji Hydrogen Energy выбирает материалы для щелочных жидких сред. Углеродистая сталь обычно используется для никелирования пластин электролизеров. Выбор материала трубопровода должен учитывать множество факторов. Выбор электродов также специфичен, например, в качестве анода обычно используется никелированное мягкое железо.

3) Электрохимическая коррозия: многогранный «враг» Электрохимическая коррозия включает коррозию паразитным током, гальваническую коррозию, щелевую коррозию и т. д. Коррозия паразитным током возникает в результате утечки тока в ходе электролитической реакции, что приводит к коррозии металла анода. Он существует во многих местах, и меры защиты включают в себя обеспечение изоляции гнезда агрегата, добавление жертвенных электродов и заземление основной трубы. Гальваническая коррозия возникает в местах контакта различных металлов, а щелевая коррозия связана с окружающей средой в щели металла.

Кроме того, наблюдается коррозия верхушки сосцевидного отростка, газового канала пластины, никелирования и других деталей, для предотвращения которых требуются соответствующие меры, такие как контроль качества паровой воды, обеспечение погружения дыхательных путей в щелочной раствор и своевременная очистка загрязнений. . В то же время следует использовать комбинацию различных технологий борьбы с коррозией.

3. Пластины электролизера: ключевые аспекты компонентов.

Толщина никелевого покрытия на пластине электролизера должна соответствовать соответствующим национальным стандартам, что связано с коррозионной стойкостью и проводимостью пластины и, таким образом, влияет на производительность и срок службы электролизера. Испытание солевого тумана имеет решающее значение для пластины, которая может заранее обнаружить потенциальные проблемы коррозии, обеспечить ее адаптируемость и долговечность в различных средах, особенно в средах с высоким содержанием солевых туманов, удовлетворить отраслевые требования к надежности оборудования и адаптироваться к проектным потребностям новых электролитических клетки.

4. Предотвращение коррозии в щелочных электролизерах.

Хотя щелочные электролизеры являются высокотехнологичными и имеют недорогие электродные материалы, они сталкиваются с серьезной проблемой коррозии. Причина коррозии связана с щелочной средой и кислородом, образующимся при электролизе, а последствия серьезно влияют на структуру и производительность. Профилактические меры включают выбор и разработку материалов, оптимизацию конструкции электролизера, оптимизацию логики управления, оптимизацию процесса обработки поверхности и подбор основных компонентов, а также регулярное техническое обслуживание. Проблема коррозии при электролизе воды. оборудование для производства водорода является сложным, но путем глубокого понимания механизма коррозии и принятия эффективных защитных мер, от выбора материала, оптимизации процесса до ежедневного технического обслуживания, можно создать комплексную и многоуровневую систему защиты, обеспечивающую стабильную работу оборудования и способствующую электролизу воды. промышленность по производству водорода на более эффективный, безопасный и устойчивый путь развития.