《工業(yè)水處理技術(shù)_第5章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)水處理技術(shù)_第5章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制（64頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 二 篇 循 環(huán) 冷 卻 水 處 理 第 一 節(jié) 冷 卻 水 中 金 屬 腐 蝕 速 度 的 表 示 方 法第 二 節(jié) 冷 卻 水 中 金 屬 腐 蝕 的 機(jī) 理第 三 節(jié) 冷 卻 水 中 金 屬 腐 蝕 的 形 態(tài)第 四 節(jié) 冷 卻 水 中 金 屬 腐 蝕 的 影 響 因 素第 五 節(jié) 冷 卻 水 中 金 屬 腐 蝕 的 控 制 方 法第 五 章 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 金 屬 的腐 蝕 及 其 控 制 腐蝕速度又稱為腐蝕速率或腐蝕率。文獻(xiàn)中有各種表示腐蝕速度的方法和單位mpy（ 密 耳 年 一 滴 含 有 （ 酚 酞 +高 鐵 氰 化 鉀 ） 的 氯 化 鉀 溶 液液 滴 中 部
2、 的 碳 鋼 表 面 產(chǎn) 生 藍(lán) 色 沉 淀 說 明 ， 在 腐 蝕 過 程 中 ， 水 中 的碳 鋼 被 氧 化 生 成 亞 鐵 離 子 而 發(fā) 生 了 腐 蝕 ； 而 液 滴 四 周 的 溶 液 變 成桃 紅 色 則 說 明 了 從 空 氣 中 進(jìn) 入 液 滴 內(nèi) 水 中 的 氧 被 還 原 生 成 了 OH- 造成金屬腐蝕的是金屬的陽極溶解反應(yīng)。因此，金屬的腐蝕破壞僅出現(xiàn)在腐蝕電池中的陽極區(qū)，而腐蝕電池的陰極區(qū)是不腐蝕的。金屬腐蝕時(shí)的電極電位稱為腐蝕電位 表示電極電位與極化電流密度或極化電流強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線稱為極化曲線。當(dāng)電極進(jìn)行陽極極化時(shí)的極化曲線稱為陽極極化曲線；當(dāng)電極進(jìn)行陰極極化
3、時(shí)的極化曲線稱為陰極極化曲線。 電極電位平衡電位 電 流 強(qiáng) 度平衡電位腐蝕電位用 陽 極 區(qū) 的 面 積 A去 除Ic， 即 可 得 到 表 征 腐 蝕速 度 的 腐 蝕 電 流 密 度 ic腐蝕電流強(qiáng)度 均 勻 腐 蝕 又 稱 全 面 腐 蝕 或 普 遍 腐 蝕 。 其 一 般 特 點(diǎn) 是 腐 蝕 過 程 在 金 屬的 全 部 暴 露 表 面 上 均 勻 地 進(jìn) 行 。 在 腐 蝕 過 程 中 ， 金 屬 逐 漸 變 薄 ， 最后 被 破 壞 。對 碳 鋼 而 言 ， 均 勻 腐 蝕 主 要 發(fā) 生 在 低 pH 值 的 酸 性 溶 液 中 電 偶 腐 蝕 又 稱 雙 金 屬 腐 蝕 或
4、接 觸 腐 蝕當(dāng) 兩 種 不 同 的 金 屬 浸 在 導(dǎo) 電 性 的 水 溶 液 中時(shí) ， 兩 種 金 屬 之 間 通 常 存 在 著 電 位 差 。 如果 這 些 金 屬 互 相 接 觸 或 用 導(dǎo) 線 連 接 ， 則 該電 位 差 就 會(huì) 驅(qū) 使 電 子 在 它 們 之 間 流 動(dòng) ， 從而 形 成 一 個(gè) 腐 蝕 電 池 。換 熱 器 中 黃 銅 換 熱 管 和 碳 鋼 管 板或 鋼 制 水 室 之 間 在 冷 卻 水 中 發(fā) 生的 電 偶 腐 蝕 浸 泡 在 腐 蝕 性 介 質(zhì) 中 的 金 屬 表 面 ， 當(dāng) 其 處 在 縫 隙 或 其 他 的 隱 蔽 區(qū) 域 內(nèi)時(shí) ， 常 會(huì) 發(fā) 生
5、 強(qiáng) 烈 的 局 部 腐 蝕在 縫 隙 中 ， 金 屬 生 成 金 屬 離 子 ， 而 氧 則 由 于 縫 隙 中 溶 液 對 流 不 暢 而 貧 化 ， 故 氧的 還 原 反 應(yīng) 主 要 是 在 縫 隙 之 外 氧 容 易 到 達(dá) 的 陰 極 區(qū) 進(jìn) 行 。 這 樣 ， 在 縫 隙 溶 液 中就 有 了 過 剩 的 正 電 荷 。 這 些 過 剩 的 正 電 荷 需 要 帶 負(fù) 電 的 氯 離 子 遷 移 到 縫 隙 中 去 ，以 保 持 電 中 性 。 結(jié) 果 縫 隙 內(nèi) 金 屬 氯 化 物 的 濃 度 增 加 。 之 后 ， 金 屬 氯 化 物 MCl2水解 ， 生 成 不 溶 性 的
6、金 屬 氫 氧 化 物 沉 淀 和 鹽 酸凡 是 耐 蝕 性 依 靠 氧 化 膜 或 鈍 化 膜 的 金 屬 或 合 金 ， 例 如 不 銹 鋼 和 碳 鋼 ， 特 別 容易 遭 受 縫 隙 腐 蝕 。 孔 蝕 又 稱 為 點(diǎn) 蝕 或 坑 蝕 。 孔 蝕 是 在 金 屬 表 面 上 產(chǎn) 生 小 孔 的 一 種 極 為 局 部的 腐 蝕 形 態(tài)孔 蝕 是 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 最 常 見 的 ， 又 是 破 壞 性 和 隱 患 性 最 大 的 腐 蝕 形 態(tài) 之 一 。一 些 常 用 的 耐 蝕 金 屬 和 合 金 的 耐 孔 蝕 能 力 大 致 可 以 排 列 如 下 ：孔 蝕 是 金 屬
7、溶 解 的 一 種 獨(dú) 特 形 式 。 蝕 孔 中 金 屬 的 陽 極 溶 解 是 一 種 自 催 化 過 程 。 選 擇 性 腐 蝕 是 從 一 種 固 體 金 屬 中 有 選 擇 性 地 除 去 其 中 一 種 元 素 的 腐 蝕 。冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 最 常 見 的 選 擇 性 腐 蝕 的 實(shí) 例 是 電 廠 凝 汽 器 中 黃 銅 管 的 脫 鋅黃 銅 脫 鋅 的 機(jī) 理 目 前 有 兩 種 理 論 。一 種 認(rèn) 為 ， 由 于 鋅 比 銅 活 潑 ， 脫 鋅 是 黃 銅 表 面 層 中 的 鋅 發(fā) 生 選 擇 性 溶 解 ， 而 銅則 仍 留 在 黃 銅 的 表 面 層 中 ；另
8、 一 種 認(rèn) 為 ， 銅 和 鋅 一 起 溶 解 ， 之 后 鋅 離 子 留 在 溶 液 中 ， 而 銅 則 鍍 回 到 黃 銅 的基 體 上 。 添 加 微 量 元 素 砷 成 為 銅 合 金 管 磨 損 腐 蝕 是 由 于 腐 蝕 性 流 體 和 金 屬 表 面 間 的 相 對 運(yùn) 動(dòng) 引 起 的 金 屬 加 速 破壞 和 腐 蝕磨 損 腐 蝕 的 外 表 特 征 是 ： 腐 蝕 的 部 位 呈槽 、 溝 、 波 紋 和 山 谷 形 ， 還 常 常 顯 示 有方 向 性磨 損 腐 蝕 與 表 面 膜 、 流 速 、 湍 流 、 沖 擊 、金 屬 或 合 金 的 性 質(zhì) 等 因 素 有 關(guān)
9、。 應(yīng) 力 腐 蝕 破 裂 是 指 由 拉 應(yīng) 力 和 特 定 腐 蝕 介 質(zhì) 的 共 同 作 用 而 引 起 金 屬 或 合金 的 破 裂 。應(yīng) 力 腐 蝕 破 裂 的 特 點(diǎn) 是 ， 大 部 分 表 面 實(shí) 際 上 未 遭 破 壞 ， 只 有一 部 分 細(xì) 裂 紋 穿 透 金 屬 或 合 金 內(nèi) 部 。 應(yīng) 力 腐 蝕 破 裂 能 在 常 用的 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 力 范 圍 之 內(nèi) 發(fā) 生 ， 因 此 后 果 嚴(yán) 重應(yīng) 力 腐 蝕 破 裂 的 方 向 一 般 與 作 用 應(yīng) 力 的 方 向 垂 直 :應(yīng) 力 腐 蝕 破 裂 的 重 要 變 量 是 溫 度 、 溶 液 成 分 、 金 屬 或 合
10、金 的成 分 、 應(yīng) 力 和 金 屬 結(jié) 構(gòu) 兩 性 金 屬 的 氧 化 物 既 溶 于 酸 性 水 溶 液 中 ，又 溶 于 堿 性 水 溶 液 中 水 中 不 同 的 陰 離 子 在 增 加 金 屬 腐 蝕 速 度 方 面 具 有 以 下 的 順 序水 中 的 鉻 酸 根 、 亞 硝 酸 根 、 鉬 酸 根 、 硅 酸 根 和 磷 酸 根 等 陰 離 子 則 對 鋼 有緩 蝕 作 用 ， 其 鹽 類 是 一 些 常 用 的 冷 卻 水 緩 蝕 劑 。冷 卻 水 中 的 等 活 性 離 子 能 破 壞 碳 鋼 、 不 銹 鋼和 鋁 等 金 屬 或 合 金 表 面 的 鈍 化 膜 ， 增 加
11、其 腐 蝕 反 應(yīng) 的 陽 極 過 程 速 度 ，引 起 金 屬 的 局 部 腐 蝕 。 冷 卻 水 中 常 遇 到 的 絡(luò) 合 劑 有生 成 可 溶 性 的 絡(luò) 離 子 （ 配 離 子 ） ， 使 水 中 金 屬 離 子 的 游 離 濃 度 降 低 ， 金屬 的 電 極 電 位 降 低 （ 向 負(fù) 值 方 向 移 動(dòng) ） ， 從 而 使 金 屬 的 腐 蝕 速 度 增 加冷 卻 水 中 有 氨 存 在 時(shí) ， 由 于 它 能 與 銅 離 子 生 成 穩(wěn) 定 的 四 氨合 銅 絡(luò) 離 子 而 使 銅 加 速 溶 解 水 中 鈣 離 子 濃 度 和 鎂 離 子 濃 度 之 和 稱 為 水 的 硬
12、 度 。 鈣 、 鎂 離 子 濃 度 過高 時(shí) ， 則 會(huì) 與 水 中 的 碳 酸 根 、 磷 酸 根 或 硅 酸 根 作 用 ， 生 成 碳 酸 鈣 、 磷酸 鈣 和 硅 酸 鎂 垢 ， 引 起 垢 下 腐 蝕鈉 、 鉀 離 子 沒 有 明 顯 影 響銅 、 銀 、 鉛 等 重 金 屬 離 子 形 成 一 個(gè) 個(gè) 微 電 池 而 引 起 基 體 金 屬 的 腐 蝕在 酸 性 溶 液 中 ， Fe 3+是 一 種 陰 極 反 應(yīng) 加 速 劑 ； 在 中 性 溶 液 中 ， Fe2+卻可 以 抑 制 銅 和 銅 合 金 的 腐 蝕鋅 離 子 在 冷 卻 水 中 對 鋼 有 緩 蝕 作 用 ， 因
13、 此 鋅 鹽 被 廣 泛 用 作 冷 卻 水 緩 蝕 劑 (1)鋼 鐵淡水中低碳鋼的腐蝕速度與氧含量和溫度的關(guān)系(2)銅 和 銅 合 金用銅合金管制造的凝汽器廣泛應(yīng)用于淡水冷卻水中，其腐蝕速度較低。在很軟的水中，氧和二氧化碳含量高時(shí)，能使銅的腐蝕速度增加。(3)鋁 在鋁的腐蝕過程中，水中的氧并不是一種腐蝕促進(jìn)劑 二 氧 化 碳 溶 于 冷 卻 水 中 ， 生 成 碳 酸 或 碳 酸 氫 鹽 ， 使 水 的 pH值 下 降 。 水的 酸 性 增 加 ， 將 有 助 于 氫 的 析 出 和 金 屬 表 面 膜 的 溶 解 破 壞氨 選 擇 性 地 腐 蝕 銅 ， 對 鋁 和 碳 鋼 都 沒 有 腐
14、 蝕 性硫 化 氫 會(huì) 加 速 銅 、 鋼 和 合 金 鋼 的 腐 蝕 ， 尤 其 是 加 速 凝 汽 器 銅 合 金 管 的點(diǎn) 蝕 ， 但 硫 化 氫 對 鋁 沒 有 腐 蝕 性 。水 中 的 二 氧 化 硫 會(huì) 降 低 循 環(huán) 冷 卻 水 的 pH值 ， 增 加 它 對 金 屬 的 腐 蝕 性 (1)碳 鋼(2)含 鎳 鑄 鐵 、 銅 基 合 金淡水中余氯濃度2mg/L時(shí)，氯對于含鎳鑄鐵和銅基合金的腐蝕影響不大(3)鋁在加氯的原水中，鋁會(huì)遭到均勻腐蝕和局部腐蝕(4)不 銹 鋼 圖 5-11 充 氣 水 中 氯 化 鈉 濃 度 對 鐵 腐 蝕 速 度 的 影 響 這 些 懸 浮 物 容 易
15、在 換 熱 器 部 件 的 表 面 生 成 疏 松 的 沉 積 物 ， 引 起 垢 下腐 蝕 。當(dāng) 冷 卻 水 的 流 速 過 高 時(shí) ， 這 些 懸 浮 物 的 顆 粒 容 易 對 硬 度 較 低 的 金屬 或 合 金 （ 例 如 凝 汽 器 中 的 黃 銅 管 ） 產(chǎn) 生 磨 損 腐 蝕超高速的流體設(shè)備中，例如離心泵的葉輪，還會(huì)引起空泡腐蝕。 發(fā) 生 連 接 的 兩 種 （ 或 兩 種 以 上 ） 的 金 屬 或 合 金 ， 如 果 彼 此 的 腐 蝕 電 位相 差 較 大 ， 它 們 再 與 冷 卻 水 相 接 觸 ， 就 會(huì) 形 成 一 個(gè) 腐 蝕 大 電 池 或 電 偶而 發(fā) 生 電
16、 偶 腐 蝕一 般 地 講 ， 金 屬 的 腐 蝕 速 度 隨 溫 度 的 增 加 而 增 加 氧 在 水 中 的 溶 解 度的 降 低 起 主 導(dǎo) 作 用 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 中 對 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 腐 蝕 控 制 指 標(biāo) 規(guī) 定 ：碳 鋼 換 熱 器 管 壁 的 腐 蝕 速 度 宜 小 于 0.125mm/a銅 、 銅 合 金 和 不 銹 鋼 換 熱 器 管 壁 的 腐 蝕 速 度宜 小 于 0.005mm/a 常 用 的 主 要 有 以 下 四 種 :添 加 緩 蝕 劑 ；提 高 冷 卻 水 的 pH 值 ； 選 用 耐 蝕 材 料 的 換 熱 器 ；用 防 腐 阻 垢 涂
17、料 涂 覆 。 緩 蝕 劑 是 一 種 用 于 腐 蝕 介 質(zhì) （ 例 如 水 ） 中 抑 制 金 屬 腐 蝕 的 添 加 劑緩 蝕 率 的 定 義 是根 據(jù) 所 抑 制 的 電 極 過 程 陽 極 型 緩 蝕 劑陰 極 型 緩 蝕 劑混 合 型 緩 蝕 劑 根 據(jù) 生 成 保 護(hù) 膜 的 類 型 氧 化 膜 型 緩 蝕 劑沉 淀 膜 型 緩 蝕 劑吸 附 膜 型 緩 蝕 劑根 據(jù) 其 他 典 型 例 子鉻 酸 鹽 和 亞 硝 酸 鹽硫 酸 鋅 和 碳 酸 氫 鈣硫 脲 和 烏 洛 托 品按 用 途 的 不 同 ， 可 以 把 緩 蝕 劑 分 為 冷 卻 水 緩 蝕 劑 、 油 氣 井 緩 蝕
18、劑 、 酸 洗 緩 蝕 劑 、 鍋 爐 水 緩 蝕 劑 等 。按 化 學(xué) 組 成 ， 可 把 緩 蝕 劑 分 為 有 機(jī) 緩 蝕 劑 和 無 機(jī) 緩 蝕 劑 。按 使 用 時(shí) 的 相 態(tài) ， 可 把 緩 蝕 劑 分 為 氣 相 緩 蝕 劑 、 液 相 緩 蝕 劑 和固 相 緩 蝕 劑 。按 被 保 護(hù) 金 屬 的 種 類 ， 可 以 把 緩 蝕 劑 分 為 鋼 鐵 緩 蝕 劑 、 銅 及 銅合 金 緩 蝕 劑 、 鋁 及 鋁 合 金 緩 蝕 劑 等 。按 使 用 的 腐 蝕 介 質(zhì) 的 pH 值 ， 可 以 把 緩 蝕 劑 分 為 酸 性 介 質(zhì) 用 的 緩蝕 劑 、 中 性 介 質(zhì) 用 的
19、緩 蝕 劑 和 堿 性 介 質(zhì) 用 的 緩 蝕 劑 在 經(jīng) 濟(jì) 上 是 有 利 的它 的 飛 濺 、 泄 漏 、 排 放 或 經(jīng) 處 理 后 的 排 放 ， 在 環(huán) 境 保 護(hù) 上 是 容 許 的它 與 冷 卻 水 中 存 在 的 各 種 物 質(zhì) 是 相 容 的對 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 各 種 金 屬 材 料 的 緩 蝕 效 果 都 是 可 以 接 受 的不 會(huì) 造 成 換 熱 金 屬 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 降 低在 冷 卻 水 運(yùn) 行 的 pH值 范 圍 內(nèi) 有 較 好 的 緩 蝕 作 用 最有效的一種緩蝕劑氧化性緩蝕劑在 敞 開 式 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 ， 單 獨(dú) 使
20、用 鉻 酸 鹽 的 起 始 濃 度 為 500-1000m g/L逐 漸 降 低 到 維 持 濃 度 200-250m g/L 。 無 論 從 經(jīng) 濟(jì) 上 或 環(huán) 保 上考 慮 ， 這 樣 高 的 濃 度 往 往 是 不 能 接 受 的 。 因 此 ， 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 時(shí) ， 鉻 酸鹽 通 常 以 較 低 的 劑 量 與 其 他 緩 蝕 劑 （ 例 如 鋅 鹽 、 聚 磷 酸 鹽 、 有 機(jī) 膦 酸鹽 等 ） 復(fù) 配 成 復(fù) 合 緩 蝕 劑 使 用 。目前，鉻酸鹽被應(yīng)用于密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，但不使用于直流式冷卻水系統(tǒng)中。 鉻 酸 鹽 的 (1) 它 不 僅 對 鋼 鐵 ， 而 且 對
21、銅 、 鋅 、 鋁 及 其 合 金 都 能 給 予 良 好的 保 護(hù)(2) 適 用 的 pH值 范 圍 很 寬 (pH=611)(3) 緩 蝕 效 果 特 別 好 ， 使 用 鉻 酸 鹽 作 緩 蝕 劑 時(shí) ， 碳 鋼 的 腐 蝕速 度 可 低 于 0.025m m /a鉻 酸 鹽 的 （ 1） 毒 性 大 ， 環(huán) 境 保 護(hù) 部 門 對 鉻 酸 鹽 的 排 放 有 很 嚴(yán) 格 的 要 求（ 2） 容 易 被 還 原 而 失 效 ， 不 宜 用 于 有 還 原 性 物 質(zhì) （ 例 如 硫 化 氫 ）泄 漏 的 煉 油 廠 的 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 氧化性緩蝕劑冷 卻 水 中 亞 硝 酸 鹽
22、的 使 用 濃 度 通 常 為 300-500m g/L 。亞 硝 酸 鹽 很 少 用 于 敞 開 式 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 和 直 流 式 冷 卻 水 系 統(tǒng) ， 而 被廣 泛 用 作 冷 卻 設(shè) 備 酸 洗 后 的 鈍 化 劑 和 密 閉 式 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 的 非 鉻酸 鹽 系 緩 蝕 劑使鋼鐵表面生成一層主要成分為 的鈍化膜 SiO2與 Na2O之 比 （ 即 模 數(shù) ）為 2.5-3.0的 水 玻 璃 硅 酸 鹽 控 制 腐 蝕 的 最 佳 pH值 范 圍 為 8.09.5 。硅 酸 鹽 常 被 用 作 直 流 冷 卻 水 的 緩 蝕 劑 ， 使 用 濃 度 為
23、 820m g/L（ 以 SiO2計(jì) ） 。 在 循 環(huán) 冷 卻 水 中 ， 則 使 用 濃 度 為 4060m g/L硅 酸 鹽 對 碳 鋼 的 緩 蝕 效 果 遠(yuǎn) 不 及 聚 磷 酸 鹽 ， 更 不 及 鉻 酸 鹽 鉬 酸 鹽 的 使 用 濃 度 為 400500m g/L優(yōu) 點(diǎn) 是 它 對 環(huán) 境 的 污 染 很 小 ；缺 點(diǎn) 是 它 的 緩 蝕 效 果 不 如 鉻 酸 鹽 ， 成本 太 高 。 硫 酸 亞 鐵 是 目 前 發(fā) 電 廠 銅 管 凝 汽 器 的 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 廣 泛 采 用 的 一 種 緩蝕 劑 。加 有 硫 酸 亞 鐵 的 冷 卻 水 通 過 凝 汽 器 銅 管
24、 時(shí) ， 使 銅 管 內(nèi) 壁 生 成 一 層 含 有鐵 化 合 物 的 保 護(hù) 膜 ， 從 而 防 止 冷 卻 水 對 銅 管 的 侵 蝕 。 人 們 把 它 稱 為。硫 酸 亞 鐵 造 膜 處 理 可 以 分 為 一 次 造 膜 處 理 和 運(yùn) 行 中 添 加 處 理 兩 種 情 況 。 陰 極 性 緩 蝕 劑安 全 但 低 效 的 緩 蝕 劑 ， 抑 制 了 腐 蝕 過 程 的 陰 極 反 應(yīng) 而 起 緩 蝕 作 用 。 。當(dāng) 鋅 鹽 與 其 他 緩 蝕 劑 （ 例 如 鉻 酸 鹽 、 聚 磷 酸 鹽 、 磷 酸 酯 、 有 機(jī) 膦 酸 鹽等 ） 聯(lián) 合 使 用 時(shí) ， 它 往 往 是 相
25、 當(dāng) 有 效 的 陽 極 性 緩 蝕 劑由 于 磷 酸 鹽 易 與 水 中 的 鈣 離 子 生 成 溶 度 積 很 小 的 磷 酸 鈣 垢 ， 所 以 過 去很 少 單 獨(dú) 把 磷 酸 鹽 用 作 冷 卻 水 緩 蝕 劑 。由 于 開 發(fā) 出 了 一 系 列 對 磷 酸 鈣 垢 有 較 高 抑 制 能 力 的 共 聚 物 ， 例 如 丙 烯酸 和 丙 烯 酸 羥 丙 酯 的 共 聚 物 ， 人 們 才 開 始 使 用 磷 酸 鹽 作 冷 卻 水 緩 蝕 劑 ，但 它 需 要 與 上 述 共 聚 物 聯(lián) 合 使 用 。 目 前 使 用 最 廣 泛 而 且 最 經(jīng) 濟(jì) 的 冷 卻 水 緩 蝕 劑
26、之 一單 獨(dú) 使 用 時(shí) ， 在 敞 開 式 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 聚 磷 酸 鹽 的 使 用 濃 度 通 常 為2025m g/L， pH=6.57.0。為 了 提 高 其 緩 蝕 效 果 ， 聚 磷 酸 鹽 通 常 與 鉻 酸 鹽 、 鋅 鹽 、 鉬 酸 鹽 、 有 機(jī)膦 酸 鹽 等 緩 蝕 劑 聯(lián) 合 使 用 冷 卻 水 緩 蝕 劑 的 開 發(fā) 工 作 正 在 向 以 下 一 些 方 面 發(fā) 展 。 在 一 個(gè) 腐 蝕 體 系 中 同 時(shí) 加 入 兩 種 或 兩 種 以 上 的 緩 蝕 劑 時(shí) ， 緩 蝕 效 果 有 時(shí)會(huì) 比 單 獨(dú) 加 入 同 樣 濃 度 的 一 種 緩 蝕
27、 劑 時(shí) 更 好 。 這 種 作 用 稱 為在 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 ， 為 了 降 低 緩 蝕 劑 的 總 用 量 ， 從 而 降 低 其 成 本 ， 或?yàn)?了 降 低 某 些 緩 蝕 劑 的 用 量 ， 從 而 減 輕 對 環(huán) 境 的 污 染 ， 往 往 需 要 采 用 有協(xié) 同 作 用 的 。 冷 卻 水 對 碳 鋼 的 腐 蝕 性 隨 其 pH值 增 加 而 降 低 堿 性 冷 卻 水 處 理 有 以 下 兩 種 概 念第 一 種 是 廣 義 的 堿 性 冷 卻 水 處 理 ， 是 指 將 循 環(huán) 冷 卻 水 的 運(yùn) 行 pH值 控制 在 大 于 7.0的 冷 卻 水 處 理
28、 。第 二 種 是 狹 義 的 堿 性 冷 卻 水 處 理 。 它 僅 是 指 那 些 不 加 酸 調(diào) 節(jié) pH值 的堿 性 冷 卻 水 處 理優(yōu)點(diǎn) 敞 開 式 循 環(huán) 冷 卻 水 系 統(tǒng) 是 通 過 水 在 冷 卻 塔 內(nèi) 的 曝 氣 過 程 而 提 高 其 pH值 的通 過 曝 氣 最 終 可 提 高 pH至 8.5左 右 可 用 于 堿 性 冷 卻 水 處 理 的 復(fù) 合 緩 蝕 劑 或 水 處 理 劑 的 品 種 很 多 3種 新 型 材 料 換 熱 器耐 蝕 性 優(yōu) 良不 適 用 于 發(fā) 煙 硫 酸 、 濃 硝 酸 和 氯 磺 酸 等 強(qiáng) 氧 化 性 介 質(zhì) ， 對 于 含 有活 性
29、 氯 的 次 氯 酸 鹽 以 及 鉻 酸 、 過 氧 化 氫 等 氧 化 性 介 質(zhì) ， 也 只 能 用于 濃 度 較 低 和 溫 度 較 低 的 場 合在 室 溫 下 ， 聚 丙 烯 幾 乎 不 溶 于 所 有 溶 劑 中換 熱 器 的 換 熱 表 面 在 水 中 不 易 腐 蝕 和 結(jié) 垢 ， 從 而 使 聚 丙 烯 換 熱 器在 冷 卻 水 系 統(tǒng) 的 腐 蝕 和 結(jié) 垢 的 控 制 中 得 到 廣 泛 應(yīng) 用聚 丙 烯 的 耐 熱 性 能 較 好聚 丙 烯 換 熱 器 的 特 點(diǎn) 使 用 溫 度 和 壓 力聚 丙 烯 換 熱 器 使 用 的 最 低 和 最 高 溫 度 在 攝 氏 度
30、范 圍 內(nèi)結(jié) 構(gòu) 石 墨 改 性 聚 丙 烯 換 熱 器使 聚 丙 烯 的 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 提 高 1. 鈦 換 熱 器鈦 和 鈦 鈀 合 金 換 熱 器 已 經(jīng) 在 許 多 國 家 用 海 水 作 冷 卻 水 的 濱 海 電 廠 、 煉 油 廠 和 石油 化 工 廠 的 冷 卻 水 系 統(tǒng) 中 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。鈦 的 鈍 性 有 以 下 三 個(gè) 特 點(diǎn) ： 致 鈍 電 位 低 ， 容 易 鈍 化 。 例 如 僅 依 靠 水 中 氫 離 子 還 原 的 陰 極 反 應(yīng) 就 能使 鈦 鈍 化 。 陽 極 極 化 曲 線 上 的 鈍 化 區(qū) 很 寬 ， 說 明 鈦 的 鈍 態(tài) 極 穩(wěn) 定
31、 ， 不 易 過 鈍 化 。鈦 有 這 樣 高 的 鈍 態(tài) 穩(wěn) 定 性 是 由 于 表 面 上 生 成 TiO2鈍 化 膜 的 緣 故 。 當(dāng) 水 中 有 氯 離 子 存 在 時(shí) ， 鈍 態(tài) 也 不 會(huì) 破 壞 ， 故 鈦 具 有 耐 氯 化 物 腐 蝕 的特 性 。 1. 鈦 換 熱 器 2.鈦 鈀 合 金 換 熱 器少 量 鈀 （ 0.1%0.5%） 加 入 鈦 中 能 提 高 陰 極 析 氫 反 應(yīng) 的 速 度 ， 促 進(jìn) 鈦 的 陽極 鈍 化 ， 從 而 使 在 鹽 酸 、 硫 酸 等 非 氧 化 性 酸 中 原 來 不 耐 蝕 的 鈦 變 為 耐 蝕 。常 用 的 鈦 鈀 合 金 一
32、 般 含 0.15%0.20%Pd 不 銹 鋼 的 導(dǎo) 熱 率 低 ， 在 海 水 中 ， 容 易 發(fā) 生 點(diǎn) 腐 蝕 、 縫 隙 腐 蝕 和 應(yīng) 力 腐 蝕 開 裂 分 為 轉(zhuǎn) 化 型 和 非 轉(zhuǎn) 化 型 兩 大 類屬 于 轉(zhuǎn) 化 型 基 料 的 有 ： 氨 基 樹 脂 、 環(huán) 氧 樹 脂 、 酚 醛 樹 脂 、 聚 氨 酯 樹 脂 、 氯磺 化 聚 乙 烯 樹 脂 、 呋 喃 樹 脂 、 硅 樹 脂 、 大 漆 等 ；屬 于 非 轉(zhuǎn) 化 型 基 料 的 有 ； 氯 化 橡 膠 、 乙 烯 類 樹 脂 、 瀝 青 等有 ： 樹 脂 基 料 （ 包 括 所 添 加 的 增 塑 劑 ） 、 防
33、腐 顏 料 、 填料 、 溶 劑 以 及 加 量 很 少 但 又 作 用 顯 著 的 各 種 涂 料 助 劑 。分 為 兩 大 類 ： 化 學(xué) 防 腐 顏 料 和 物 理 防 腐 顏 料 添 加 填 料 可 以 改 進(jìn) 液 體 涂 料 的 流 動(dòng) 性 及 涂 膜 的 機(jī) 械 性 能 、 滲 透 性 、 光 澤和 流 平 性 常 用 的 填 料 有 ： 重 晶 石 、 瓷 土 （ 高 嶺 土 ） 和 大 白 粉 等用 于 溶 解 基 料 和 改 善 涂 料 粘 度 的 揮 發(fā) 性 液 體 。 常 用 的 溶 劑 有 ： 甲 苯 、 二 甲苯 、 丁 醇 、 乙 醇 、 丙 酮 、 甲 乙 酮 、
34、 乙 酸 乙 酯 、 乙 酸 丁 酚 等用 于 防 止 霉 菌 在 涂 膜 上 生 長 而 引 起 涂 膜 降 解 或 防 止 海 洋 生 物 在 涂 膜 上 附 著涂 料 中 用 的 殺 生 劑 有 ： 偏 硼 酸 鋇 、 氧 化 鋅 、 氧 化 亞 銅 和 三 丁 基 氧 化 錫 等 涂 料 干 燥 后 ， 在 金 屬 表 面 形 成 一 層 連 續(xù) 的 牢 固 附 著 的 薄 膜 ， 使 腐 蝕 性 介 質(zhì)（ 例 如 冷 卻 水 ） 不 再 和 被 涂 覆 的 金 屬 表 面 接 觸理 想 的 防 腐 涂 層 應(yīng) 該 是 連 續(xù) 的 、 致 密 的 （ 無 孔 隙 的 ） 和 牢 固 附
35、 著 于 基 材 上 的包 裹 在 涂 膜 中 的 防 腐 顏 料 在 使 用 過 程 中 逐 漸 溶 解 于 水 中 。 在 涂 膜 的 屏 蔽 作用 下 ， 它 們 在 涂 層 內(nèi) 金 屬 表 面 的 局 部 濃 度 可 以 保 持 在 較 高 的 水 平 上 ， 從 而發(fā) 揮 其 緩 蝕 作 用 有 些 涂 膜 中 含 有 大 量 的 電 位 較 負(fù) （ 較 活 潑 ） 的 金 屬 粉 末 ， 成 了 腐 蝕 電池 中 的 犧 牲 陽 極對 于 無 機(jī) 鹽 防 腐 顏 料 中 的 氧 化 鋅 而 言 ， 除 了 其 鋅 離 子 有 緩 蝕 作 用 外 ， 氧 化鋅 本 身 對 酸 性 物
36、 質(zhì) 還 有 較 好 的 pH緩 沖 作 用涂 料 固 化 后 ， 它 們 就 在 金 屬 表 面 上 形 成 一 層 連 續(xù) 而 致 密 的 涂 膜 ， 使 冷 卻 水不 能 與 被 涂 覆 的 金 屬 表 面 相 接 觸 這 樣 一 來 ， 水 中 的 成 垢 離 子 就 只 能 在 涂 膜表 面 上 而 無 法 在 金 屬 表 面 上 生 成 水 垢 。 由 于 涂 膜 一 般 是 非 極 性 的 有 機(jī) 化 合物 ， 而 水 垢 則 是 一 些 極 性 的 無 機(jī) 化 合 物 （ 無 機(jī) 鹽 類 ） ， 因 此 ， 水 垢 與 涂 膜的 結(jié) 合 力 就 很 弱 。 再 加 上 涂 膜
37、表 面 很 光 滑 ， 水 垢 在 它 們 上 面 附 著 就 很 困 難 。在 循 環(huán) 冷 卻 水 流 的 不 斷 沖 刷 下 ， 水 垢 容 易 脫 落 下 來 而 被 水 帶 走 。 具 有 較 好 的 耐 化 學(xué) 性 ， 涂 膜 的 柔 韌 性 好 、 顏 色 淺 。涂 裝 碳 鋼 換 熱 器 時(shí) 它 既 適 用 于 淡 水 ， 又 適 用 于 海 水 的 冷 卻 水 系 統(tǒng) ；它 對 環(huán) 境 基 本 上 無 污 染 ；換 熱 器 可 以 用 碳 鋼 制 造 ；涂 覆 了 防 腐 阻 垢 涂 料 的 換 熱 器 表 面 的 水 垢 、 污 垢 等 沉 積 物 可 以 大 大 減 少 ；容 易 清 洗 ；日 常 管 理 簡 便 。涂 裝 前 的 表 面 處 理 和 涂 裝 時(shí) 的 施 工 較 為 困 難 ， 對 施 工 的 質(zhì) 量 要 求 很 高涂 料 如 有 脫 落 ， 則 仍 需 用 其 他 措 施 去 控 制 換 熱 器 的 腐 蝕 和 結(jié) 垢 Thanks!
工業(yè)水處理技術(shù)_第5章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制
