Análisis y contramedidas de problemas de corrosión de equipos de producción de hidrógeno por electrólisis de agua alcalina.

1. Efectos adversos de la corrosión en los equipos de producción de hidrógeno por electrólisis del agua.

El sistema de producción de hidrógeno por electrólisis de agua involucra solución de hidrógeno, oxígeno, hidróxido de potasio (o hidróxido de sodio) y otros medios materiales, y varios tipos de corrosión, como corrosión química, corrosión electroquímica, fragilización por hidrógeno, fragilización por álcali, etc. Si el problema de la corrosión no se maneja adecuadamente, provocará un mantenimiento y sustitución frecuentes de piezas, alterará el programa de producción de la fábrica, provocará pérdidas económicas y también puede provocar fugas de material, contaminar el medio ambiente y poner en peligro la seguridad personal.

1) Degradación del rendimiento: la corrosión puede provocar una disminución de la actividad de la superficie del electrodo, lo que reduce la eficiencia de la generación de hidrógeno y oxígeno, reduciendo así el rendimiento general del electrolizador.

2) Desgaste del electrodo: con el tiempo, la corrosión hace que el material del electrodo se desgaste, lo que afecta su resistencia mecánica y conductividad y, eventualmente, puede requerir el reemplazo del electrodo.

3) Generación desigual de gas: La superficie desigual del electrodo causada por la corrosión puede provocar una generación desigual de burbujas, lo que a su vez afecta la separación de gases y la eficiencia de recolección.

4) Mayor riesgo de falla: la corrosión severa puede causar grietas o fallas en los electrodos, lo que aumenta el riesgo de falla del sistema electrolizador en general.

5) Mayores costos de mantenimiento: la degradación del rendimiento inducida por la corrosión y la necesidad de reemplazar los electrodos aumentan los costos de mantenimiento y operación.

2. Tipos de corrosión y contramedidas

1) Fragilización por hidrógeno: un riesgo oculto La fragilización por hidrógeno es un fenómeno en el que las propiedades mecánicas de los metales disminuyen debido al hidrógeno. Se divide en fragilización por hidrógeno ambiental (externa), fragilización por hidrógeno interna y fragilización por hidrógeno reactivo. Entre los materiales de acero, la fragilización por hidrógeno del acero al carbono aumenta con el aumento del contenido de carbono. El acero inoxidable también enfrenta el riesgo de fragilización por hidrógeno. El acero inoxidable austenítico tiene una resistencia relativamente buena a la fragilización por hidrógeno. Factores como la temperatura ambiente, la presión del hidrógeno, la velocidad de deformación y la tecnología de procesamiento afectan la aparición de fragilización por hidrógeno. Para prevenir la fragilización por hidrógeno, podemos comenzar reduciendo la disolución del hidrógeno, reduciendo la concentración de hidrógeno, inhibiendo la difusión de hidrógeno, el tratamiento superficial, la aleación y el tratamiento térmico, reduciendo la concentración de tensiones, etc. Al seleccionar materiales para el sistema de producción de hidrógeno, también debemos considerar cuidadosamente la compatibilidad de los materiales de tuberías y válvulas con el hidrógeno.

2) Fragilización alcalina: una amenaza que no se puede subestimar. La fragilización alcalina, también conocida como agrietamiento por corrosión bajo tensión, es el agrietamiento frágil de metales bajo medios corrosivos específicos y tensión de tracción. El acero al carbono es propenso a la fragilización alcalina en una alta concentración de solución de NaOH y a una determinada temperatura. El acero inoxidable austenítico de cromo-níquel también tiene el riesgo de fragilización alcalina. El rango de fragilización alcalina del níquel y de las aleaciones a base de níquel es relativamente estrecho. Diagrama esquemático de corrosión por tensión. Tianji Hydrogen Energy selecciona materiales para medios líquidos alcalinos. El acero al carbono se utiliza comúnmente para el niquelado de placas de celdas electrolíticas. La selección del material de la tubería debe tener en cuenta múltiples factores. La selección de electrodos también es particular, como el uso común de hierro dulce niquelado como ánodo.

3) Corrosión electroquímica: un "enemigo" multifacético La corrosión electroquímica incluye corrosión por corrientes parásitas, corrosión galvánica, corrosión por grietas, etc. La corrosión por corrientes parásitas se origina por la fuga de corriente en la reacción electrolítica, lo que conducirá a la corrosión del metal del ánodo. Existe en muchos lugares y las medidas de protección incluyen asegurar el aislamiento de la ranura de la unidad, agregar electrodos de sacrificio y conectar a tierra la tubería principal. La corrosión galvánica ocurre en el punto de contacto de diferentes metales y la corrosión en grietas está relacionada con el ambiente en la grieta del metal.

Además, hay corrosión en el ápice de la mastoides, el canal de gas de la placa, el niquelado y otras partes, que requieren las medidas correspondientes para prevenirlas, como controlar la calidad del agua de vapor, garantizar que las vías respiratorias estén sumergidas en una solución alcalina y limpiar las impurezas a tiempo. . Al mismo tiempo, se deben utilizar en combinación una variedad de tecnologías de control de la corrosión.

3.Placas electrolizadoras: consideraciones sobre componentes clave

El espesor del niquelado de la placa de la celda electrolítica debe cumplir con las normas nacionales pertinentes, lo que está relacionado con la resistencia a la corrosión y la conductividad de la placa y, por lo tanto, afecta el rendimiento y la vida útil de la celda electrolítica. Las pruebas de niebla salina son cruciales para la placa, ya que pueden detectar posibles problemas de corrosión con antelación, garantizar su adaptabilidad y durabilidad en diferentes entornos, especialmente entornos con mucha niebla salina, cumplir con los requisitos de la industria en cuanto a confiabilidad de los equipos y adaptarse a las necesidades de diseño de nuevos electrolíticos. células.

4. Prevención de la corrosión en pilas electrolíticas alcalinas.

Aunque los electrolizadores alcalinos tienen una tecnología madura y tienen materiales de electrodos de bajo costo, tienen un importante problema de corrosión. La causa de la corrosión está relacionada con el ambiente alcalino y el oxígeno producido por la electrólisis, y las consecuencias afectan gravemente la estructura y el rendimiento. Las medidas preventivas cubren la selección y el desarrollo de materiales, la optimización del diseño de electrolizadores, la optimización de la lógica de control, la optimización del proceso de tratamiento de superficies y la combinación de componentes centrales, y el mantenimiento regular. El problema de la corrosión de la electrólisis del agua. equipo de producción de hidrógeno Es complejo, pero al comprender profundamente el mecanismo de corrosión y tomar medidas de protección efectivas, desde la selección de materiales, la optimización del proceso hasta el mantenimiento diario, se puede construir un sistema de protección integral y de múltiples niveles para garantizar el funcionamiento estable del equipo y promover la electrólisis del agua. industria de producción de hidrógeno hacia una vía de desarrollo más eficiente, segura y sostenible.