工业循环冷却水腐蚀速率模型的研究
工业水处理技术_第5章循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制
第四节
冷却水中金属腐蚀的影响因素
三、络合剂
冷却水中常遇到的络合剂有
生成可溶性的络离子（配离子），使水中金属离子的游离浓度降低，金 属的电极电位降低（向负值方向移动），从而使金属的腐蚀速度增加
冷却水中有氨存在时，由于它能与铜离子生成稳定的四氨 合铜络离子 而使铜加速溶解
第四节
冷却水中金属腐蚀的影响因素
第四节
冷却水中金属腐蚀的影响因素
一、pH值
两性金属的氧化物既溶于酸性水溶液中， 又溶于碱性水溶液中
第四节
冷却水中金属腐蚀的影响因素
二、阴离子
水中不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面具有以下的顺序
冷却水中的 等活性离子能破坏碳钢、不锈钢 和铝等金属或合金表面的钝化膜，增加其腐蚀反应的阳极过程速度， 引起金属的局部腐蚀。 水中的铬酸根、亚硝酸根、钼酸根、硅酸根和磷酸根等阴离子则对钢有 缓蚀作用，其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。
第四节
冷却水中金属腐蚀的影响因素
六、溶解的气体
(1)钢铁
淡水中低碳钢的腐蚀速度与氧含量和温度的关系
(2)铜和铜合金
用铜合金管制造的凝汽器广泛应用于淡水冷却水中，其腐蚀速度较低。 在很软的水中，氧和二氧化碳含量高时，能使铜的腐蚀速度增加。
(3)铝
在铝的腐蚀过程中，水中的氧并不是一种腐蚀促进剂
第四节
缓蚀率的定义是
根据所抑制的电极过程
阳极型缓蚀剂 阴极型缓蚀剂 混合型缓蚀剂
第六节
冷却水中金属腐蚀的控制方法
一、添加缓蚀剂
典型例子 氧化膜型缓蚀剂 根据生成保护膜的类型 沉淀膜型缓蚀剂 吸附膜型缓蚀剂 铬酸盐和亚硝酸盐 硫酸锌和碳酸氢钙 硫脲和乌洛托品
按用途的不同，可以把缓蚀剂分为冷却水缓蚀剂、油气井缓蚀 剂、酸洗缓蚀剂、锅炉水缓蚀剂等。
循环冷却水处理腐蚀及其控制PPT
腐蚀严重时会导致设备穿孔、 破裂等安全事故，危及人员和
设备安全。
03
循环冷却水处理腐蚀控制方法
缓蚀剂的应用
01
02
03
缓蚀剂种类
根据化学成分和作用机理 ，缓蚀剂可分为无机缓蚀 剂、有机缓蚀剂和复合缓 蚀剂。
缓蚀剂选择
选择合适的缓蚀剂需要考 虑水质条件、系统材质和 运行工况等因素，以达到 最佳的防腐效果。
循环冷却水的特点
循环冷却水具有高浓缩倍数、高 硬度和高盐度等特点，同时在使 用过程中会受到不同程度的污染 和腐蚀。
循环冷却水处理的重要性
防止腐蚀和结垢
循环冷却水处理可以有效防止设 备和管道的腐蚀和结垢，延长设 备使用寿命，降低维修和更换成
本。
提高冷却效率
通过有效的循环冷却水处理，可以 保持系统高效运行，提高冷却效率 ，从而降低能源消耗和生产成本。
04
循环冷却水处理腐蚀控制案例分析
案例一
总结词
全面优化方案
详细描述
该化工厂的循环冷却水处理系统面临着严重的腐蚀问题。通过采用全面的优化方案，包括水质稳定剂 、缓蚀剂和杀菌剂的联合使用，成功地控制了腐蚀速率，延长了设备使用寿命，并提高了冷却效率。
案例二：某电厂循环冷却水处理系统腐蚀控制
总结词
新型防腐材料应用
腐蚀的类型
根据腐蚀发生的机理，可以分为化学 腐蚀和电化学腐蚀两类。
循环冷却水处理中腐蚀的原因
水中溶解氧
水中的溶解氧可以与金属发 生氧化还原反应Байду номын сангаас导致金属 腐蚀。
水质硬度
硬水中的钙、镁等离子可以 在金属表面形成沉淀，引起 垢下腐蚀。
pH值
水质的pH值过低或过高都会 加速金属的腐蚀。
工业水处理培训循环水的腐蚀及其控制剖析
冷却水系统的腐蚀及控制目录1、金属腐蚀的基本知识2、循环冷却水系统的腐蚀因素3、循环冷却水系统的腐蚀控制（缓蚀）1、金属腐蚀的基本知识由于和周围介质相作用，使材料（通常是金属）遭受破坏或使材料性能恶化的过程称为腐蚀。
腐蚀是一种电化学过程，通过腐蚀，一种金属可以恢复到原来自然的状态。
例如：铁的腐蚀过程即是由铁回复到赤铁矿（FeO）,磁铁矿（Fe a C4）的状态。
1.1全面腐蚀和局部腐蚀在水中金属的腐蚀是电化学腐蚀，电化学腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀即均匀腐蚀，腐蚀在金属表面上基本均匀地进行。
这种腐蚀不易造成穿孔，腐蚀产物氧化铁可以在整个金属表面上形成，在一定的情况下有保护作用，但也可能形成严重的污垢。
当腐蚀集中于金属表面的某些部位时，称为局部腐蚀。
局部腐蚀的速度很快，往往在早期就可以使材料腐蚀穿孔或龟裂，所以危害性很大。
垢下腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀等均属局部腐蚀。
全面腐蚀的阴阳极并不分离，阴极面积等于阳极面积，阴极电位等于阳极电位。
局部腐蚀的阴极阳极互相分离，阴极面积大于阳极面积，但阳极电位小于阴极电位，腐蚀产物无保护作用。
1.2金属腐蚀的电化学过程，碳钢在冷却水中的腐蚀机理金属的腐蚀电化学反应实际是这样的过程：首先是在溶液中的金属释放自由电子（通常把释放自由电子的氧化反应称为阳极反应）自由电子传递到阴极（接受电子的还原反应称为阴极反应）；电子再由阴极传递到溶液中被其他物质吸收。
因此腐蚀过程是一个发生在金属和溶液界面上的多相界面反应，同时也是一个多步骤的反应。
由以上叙述中可以看出，一个腐蚀过程至少由一个阳极（氧化）反应一个阴极（还原）反应组成。
碳钢在冷却水中的腐蚀是一个电化学过程。
由于碳钢组织表面的不均匀性，因此，当它浸入水中时，在其表面就会形成许多微小的腐蚀电池。
其腐蚀过程如下：在阳极：Fe—Fe2++ 2e在阴极：Q+ 2H2O+4c—40H在水中：Fe2+ + 2Q4 Fe（QH）2阳极区域Fe不断失去电子，变成离子进入溶液，也即铁不断被溶解腐蚀，留下的电子，通过金属本体移动到阴极渗碳体的表面，与水和溶解在水中的Q起反应生成QH离子。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要：工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程，生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率，循环水的再利用将产生盐分积聚的问题，这些问题会污染并损坏热交换器，降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词：工业循环水系统；结垢；腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注，有效降低管线中的结垢速率，实现持续的稳产高产，已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力，提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水，冷却水在对设备降温的同时，其自身温度也在不断上升，有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上，这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁，从而造成设备换热效果差，而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门，导致水流阻力增加，设备壁厚被腐蚀减薄，另一方面会造成垢下腐蚀，甚至穿孔，必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修，增加了管线维护费用，严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质，有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多，也最不稳定，容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时，当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时，溶解在水中的CO2会逸出，水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH－=CaCO3↓+2H2O+CO2－3当水中溶解有氯化钙时，还会产生置换反应。
CaCl2+CO2－3=CaCO3↓+2Cl－当水中溶解有磷酸盐时，磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3－4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中，水分不断蒸发而浓缩，浓缩倍数提高，原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加，当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出，形成水垢。
工业循环冷却水处理的研究
３ ２・
科 技 论 坛
工业 抚顺 东油软件 开发 有限公 司， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ６ ）
摘 要： 采用Ｓ Ｐ Ｓ Ｓ软件 分析 了钢 铁 有 限 责任 公 司 制 氧 厂 设备 内 离子 间 的 影 响 ， 以 及 各 个 设 备 中 离子 浓 度 、 补 充 水 中 离子 浓度 、 浓 缩 倍数 间 的相 关性 。 结 果表 明 ， 对 于 不 同 的设 备 ， 各 离子 间的 相 关 性 存在 差异 。 ６ ０ ０ ０设 备 内 ， 氯 离子 浓度 变化 和 ｐ Ｈ 值 相 关性 最 强 ， 总铁 的 浓 度 变 化 与 氯 离子 、 总硬 度 、 ｐ Ｈ值 、 电导 率都 存 在 显 著 的 线 性 相 关 ， 且 与 总硬 度 的相 关 性 最 强 。 设 备 中总铁 与 补 充 水 中 离子 浓 度 、 浓 缩倍 数 无相关性 ， 除总铁外 ， 补充水 中其它 离子浓度与浓缩倍数 间存在显著的线性相关性 。提 高浓缩倍数 ， 降低补 充水 中离子浓度 ， 会使循 环水 中 离子 的 浓度 降低 。 关键 词 ： 工业循环冷却水； 相 关性 ； 离子 浓 度 ． ６ ３ ５ ， 表 明 补 水 中 氯 离 子 的浓 度 加 大 ， 则 循 环 水 中 氯 离 子 浓 度 也 随 水是人类生存和发展的命脉 。在钢铁工业中， 工业循环冷却用 ０ 水 在 工业 用 水 中 占有 很 大 的 比重 ［ ２ １ 。 随着 钢 铁 工 业 技 术 装 备 的不 断 着增加 。 但二者与浓缩倍数的变化无显著相关性 。总硬度 的相关性 它们之 间存 提高， 对水质 、 水量等都相应提出了更严格 的要求 。而循环冷却水 分析循环水 中总硬 度变化受补充水 中总硬度变化影响 ， 相关系数为 ０ ． ５ ３ ３ ， 表明补水 中总硬 度加大， 技术在钢铁企业 中应用广泛对 循环冷却水技 术的研究具有很深 的 在显著 的线性 正相 关性 ， 实际意义。由于循环水在使用时不断循环， 水 中的矿物质不断增加， 则循环水 中总硬度也随着增加 。 但二者与浓缩倍数的变化无显著相 造成设备管道结垢 、 腐蚀 ， 对工业生产造 成严 重的影响 。为防止设 关 性 。 ｂ ． 碱度 的相关性 分析， 循 环水 中碱度 变化受补 充水 中碱 度变 化 备的结垢 和腐 蚀， 除了在药剂上进行处理外， 更 主要是分析出水 中存 它们之 间存在显著 的线性正相关性 ， 相关 系数 为 ０ ． ６ １ ２ ， 表 明补 在离子间的相关性 以及与补充水 的关系， 对症下药 ， 达到 良好的处理 影响， 水中碱度加大， 则循环水 中碱度也随着增加 。但 二者与浓缩倍 数的 效果 。 １工 业 循 环 冷 却 水 系统 变 化 无显 著相 关 性 。 ｃ ． 浊度 的相关性分 析， 循 环 水 中 浊 度 变 化 受 补 充 水 中 浊 度 变 化 工业循环冷却 水系统包括封 闭式循 环冷却水 系统 和开放式循 它们之 间存在显著 的线性 正相关性， 相关 系数为 ０ ． ６ ３ ３ ， 表 明补 环冷却水系统＿ ５ ｝ 。封闭式循环冷却水系统 中， 冷却水用 过后不是马上 影响， 则循环水 中浊度也 随着增加 。从另 一方 面可 以看 出， 排放掉， 而是收 回再用， 循环不 已。在循环过程中， 冷却 水不暴露 于空 水 中浊度加大， 气 中， 所 以水量损失很少。开放式冷却水系统 中， 冷却水用过后也不 补水 中的浊度与浓缩倍数有一定 的显著线性 正相关性， 相关系数为 ． ５ ８ ３ ， 表明若补水 中的浊度 降低， 则浓缩倍 数升高 ， 这将 间接的对循 是立 即排放掉 ， 而是收 回循环再用 。对于钢铁有 限责任公司制氧厂 ０
循环水腐蚀速率国标计算
循环水腐蚀速率国标计算摘要：1.循环水腐蚀速率国家标准的重要性2.循环水腐蚀速率的测量方法和指标3.循环水腐蚀速率国家标准的具体内容4.循环水腐蚀速率对生产设备的影响5.如何降低循环水腐蚀速率正文：循环水腐蚀速率国标计算是工业生产中一个非常重要的环节。
腐蚀是指金属在氧气和水的作用下发生氧化还原反应，导致其性能和结构发生变化，进而产生损伤和破坏。
循环水腐蚀速率指的是金属在循环水中的腐蚀速度，它直接影响到设备的使用寿命和生产效率。
因此，对循环水腐蚀速率进行国家标准计算，可以为工业生产提供重要的参考依据。
循环水腐蚀速率的测量方法和指标有很多，其中最常见的是重量法、电化学法和光学法等。
这些方法可以测量循环水中金属的腐蚀速度，从而为工业生产提供重要的数据支持。
此外，循环水腐蚀速率的测量指标还包括腐蚀深度、腐蚀面积和腐蚀速率等，这些指标可以全面地反映循环水的腐蚀状况。
循环水腐蚀速率国家标准的具体内容主要包括以下几个方面：一是循环水的水质标准，包括pH 值、溶解氧、氧化还原电位等；二是循环水系统中微生物控制指标，包括异养菌、真菌、硫酸盐还原菌和铁细菌等；三是冷却循环水系统腐蚀速率，包括碳钢、铜合金和不锈钢等材料的腐蚀速度；四是冷却循环水系统污垢热阻值；五是冷却循环水系统中粘泥量等。
循环水腐蚀速率对生产设备的影响是非常显著的。
腐蚀会导致设备表面的损伤和脱落，进而影响到设备的使用寿命和生产效率。
严重时，还会导致设备的泄漏、爆炸等安全事故。
因此，对循环水腐蚀速率进行国家标准计算，可以为工业生产提供重要的参考依据，从而有效地保护设备的安全运行。
如何降低循环水腐蚀速率呢？首先，要控制循环水的水质，包括pH 值、溶解氧、氧化还原电位等；其次，要控制循环水系统中微生物的数量，减少其对金属的腐蚀作用；第三，要选用耐腐蚀的材料，例如不锈钢、铜合金等；第四，要对设备进行定期的防腐蚀涂层处理；第五，要定期对循环水系统进行清洗和维护，以去除污垢和粘泥等。
循环冷却水系统腐蚀情况分析及药剂控制方法
化学 反应 过程 ， 即金属 表面 与导 电介 质 （ 却水 ） 冷 因 电化 学作用 而产 生破坏 。对冷 却水 中的腐蚀 类型 的
测定和归类一般是按腐蚀形态进行分类 ， 通常说来 ， 全面腐蚀和局部腐蚀都兼而有之。循环冷却水 中的
１ ２ 点 蚀 ．
济损 失 。因此 ， 环冷 却水在 循 环 使用 过 程 中要 进 循 行必 要 的水 质处 理 ， 文 就 天然 气 处 理厂 的循环 冷 本 却水 系统 的腐蚀 和控 制 方法 问题进 行 分 析 ， 并结 合 现行 循环冷 却水处 理 设 计规 范 的有 关 规定 ， 针对 性 总结 各种 防腐控制 方式 的应用 以及对 主要控制 指标
溶解氧腐蚀是开式冷却水系统 中最常见的腐蚀
类型， 由于系统 与大气 相通 ， 空气 中的氧充 分溶解 在
冷却水 中 ， 冷却 水 中的溶 解 氧 是饱 和 的 。溶解 氧 由
于去极化 作用促 进 了金 属 表 面微 电池 的反 应 速度 ， 由于溶解 氧的不 断溶 人 ， 得 腐蚀 电池 不断 反应 下 使 去 ， 而也 使碳 钢的腐蚀 继续 下去 。所 以 ， 从 在不含 氧 的纯 水 中碳 钢 的腐蚀 很 轻 ， 在溶 解 氧饱 和 的水 中 而 腐蚀 明显加 快 ， 这是一种 不均 匀的全 面腐蚀 ¨ 。
腐蚀类 型较 多 ， 以下将 天 然 气处 理 厂 开式 循 环冷 却
水 中常 见 的、 害较 大 的类 型列举 一二 ： 危
１ １ 溶解 氧腐 蚀 ．
分 ， 冷却水 根据 天然 气 处理 厂 不 同 的天 然气 处 理 其
工艺装 置设置 ， 主要 用于 厂 内凝 析油稳定 装置 、 乙二 醇再生及 注醇装 置 、 甘醇脱 水装置 、 三 轻烃 回收装 置
工业循环冷却水系统水冷器腐蚀
水质对金属腐蚀的影响
二氧化碳
水中二氧化碳含量对碳钢腐蚀速率的影响
水中二氧化碳 含量增加碳酸 盐在水中化学 平衡，不易形 成碳酸钙水垢， 同时溶解的二 氧化碳降低pH 值导致氢的去 极化和金属表 面保护膜的溶 解，相对氧而 言，它的腐蚀 要轻微的多
温度
水质对金属腐蚀的影响
氨
NH3+H2ONH4OH 4NH4OH+Cu2+[Cu(NH3)4]2++4H2O
二氧化硫和氯气
二氧化硫降低pH值加速腐蚀 作为杀菌剂的氯气除降低pH值外还会造成 碳钢、不锈钢、铝等金属或合金的局部腐 蚀
水质对金属腐蚀的影响
硫化氢
H2S全面腐蚀的特点
碳钢在250℃以下的H2S中基本不腐蚀。有水共存时腐蚀明显加剧 阳 极： FeFe2++2e
电位与pH值 电位升高孔蚀敏感性加剧，而pH值的变化则呈现反的趋势
预防循环水中金属点蚀的方法
改善介质环境－主要包括减少或消除卤素离子、避免氧化性
阳离子、加入某些缓蚀性阴离子等
添加缓蚀剂 电化学保护－阴极极化使被保护设备的电位低于保护电位始
终处于稳定的钝化区
合理选择耐蚀材料－Cr、Mo、N等是抗孔蚀最有效的元
腐蚀形态
缝隙腐蚀的蚀孔宽而广 孔蚀的蚀孔则窄而深
金属的腐蚀形态
选择性腐蚀－固体合金中有选择地溶解出其中一种元素的现象
（常见的是黄铜脱锌）
防止黄铜脱锌的方法
－采用脱锌敏感性低的材料如采用含锌较低的红黄铜或添加砷、锑 磷等元素作为抑制剂
晶间腐蚀－金属在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒间界发生的腐
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的非线性能力， 基于 Ｎ Ａ Ｒ Ｘ 神 经 网络 建 立 了腐 蚀 速 率 预 测模 型 。利 用 该 模 型 对 循 环 冷却 水 系 统 腐蚀 速 率 进 行 预 测 ．
结果较好 ． 说 明该 模 型 可 行 ． 且 具 有 良好 的应 用 前 景 。 ［ 关键 词 ］循 环 冷 却 水 ； 腐蚀速率 ； 非 线 性 自回 归模 型 ； 预 测模 型 ［ 中 图分 类 号 ］Ｔ Ｐ １ ８ ３ ［ 文 献 标 识 码 ］Ａ ［ 文章编号］１ ０ ０ ５ — ８ ２ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — ０ ０ ６ ５ — ０ ３
Ｓｔ ｕ ｄ ｙ Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ
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第３ ５卷第 ６期 ２ ０ １ ５年 ６月
工 业水 处理
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Ｖ０ Ｌ３ ５ Ｎｏ ． ６
Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０ １ ５
工业循环冷却水腐蚀速率模 型 的研 究
高 强 ． 赵 阳
（ 天 津理 工大 学 自动化 学院天 津市 复杂 系统控 制理 论及 应用 重点 实验 室 ，Leabharlann 天津 ３ ０ ０ ３ ８ ４ ）
［ 摘 要 ］循 环冷 却水 在工 业 生 产 中 占有 很 大 比 重 ， 而 腐 蚀 是 循 环 冷 却 水 系 统 中 常见 的 水 质 故 障 ， 严 重 影 响工 业 生 产 中 设备 的运 行 。通 过 对 某 石 化公 司水 质 数 据 的 分 析 ． 选 取 对 腐 蚀 速 率 影 响较 大 的 水 质 参 数 ． 凭 借 神 经 网络 良好
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