碳酸钙在金属壁面结垢是一个极为普遍的现象,往往造成管道阻塞、换热效率下降等问题,极大增加了生产成本和维护成本。目前,多种措施已被用于防垢阻垢的工程实践中,但由于物化环境的复杂性,设备结垢只是在一定程度上得到缓解,碳酸钙的结垢行为仍需进一步探究。金属电化学腐蚀对碳酸钙结垢的影响不可忽视,二者往往相互伴随发生,存在着密切的联系。然而,研究者对于腐蚀如何影响结垢,仍缺乏系统的认识。该影响不仅涉及阴极电化学诱导碳酸钙沉积过程,腐蚀阳极过程也会对阴极沉积行为产生影响。本论文围绕该界面过程展开,首先探讨了腐蚀阴极过程对碳酸钙结垢所起的促进作用;在此基础上,研究了腐蚀阳极过程对阴极碳酸钙沉积晶型的影响;而后进一步探究了阳极过程对阻垢剂在金属/水界面阻垢性能的影响。主要研究内容和结果如下:(1)电化学腐蚀阴极诱导成核对碳酸钙结垢的促进作用。在不同温度的成垢介质中,采用碳钢和不锈钢的电偶腐蚀以及各自的自腐蚀,分别构建了宏观和微观腐蚀原电池,通过引入缓蚀剂来调控腐蚀原电池的阴极诱导成核驱动力,以此探究了碳酸钙在钢表面的结垢行为。结果表明,相比于介质温度升高,腐蚀原电池的阴极诱导成核对碳酸钙结垢的促进作用更为明显。一旦阴极过程被抑制,结垢在很大程度上被抑制;即使在较高介质温度下,该抑制作用仍旧明显。(2)电化学腐蚀阳极释放Fe2+对碳酸钙沉积晶型的影响。通过考察碳钢和不锈钢电偶腐蚀过程中碳酸钙的电化学沉积行为,以此探究了碳钢自腐蚀过程中阳极释放Fe2+对阴极区域碳酸钙沉积晶型的影响。结果表明,当阳极释放的Fe2+到达阴极区域,这些Fe2+不仅消耗阴极还原生成的OH-和界面的溶解氧,还发生部分水解,这些界面过程均能抑制阴极区域pH值的升高,进而有利于文石晶型沉积。(3)电化学腐蚀阳极释放Fe2+对碳钢/水界面阻垢剂阻垢性能的影响。针对磷系阻垢剂在腐蚀的碳钢/水界面不能有效阻垢之现象,通过恒电流沉积等手段探究了腐蚀阳极释放Fe2+对界面阻垢行为的影响,以此揭示阻垢性能下降的原因。结果表明,在发生腐蚀的碳钢/水界面,阳极释放的Fe2+能够打破Ca2+与阻垢剂的配位平衡,优先置换已被阻垢剂配位的Ca2+;在阴极区域,释放出来的Ca2+与阴极形成的CO32-结合,导致碳酸钙在碳钢表面沉积结垢,阻垢剂的界面阻垢性能不能得到有效发挥。本论文从腐蚀电化学角度探究并揭示了钢/水界面腐蚀阴阳极过程对碳酸钙结垢行为以及阻垢剂阻垢行为的影响机理。不仅为结垢研究提供了新的研究视角,还为阻垢剂评价以及阻垢技术的改进或开发提供一定的理论依据和思路。