循环水系统中金属的腐蚀及其控制

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循环水知识

循环水知识

循环水知识概要冷却水在不断循环使用过程中,由于水的温度升高,流速变化,蒸发浓缩,冷却塔和冷水池在室外受阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的飘落,以及设备结构和材料等因素的综合作用,会产生比直流系统更严重的污垢附着、设备腐蚀、微生物滋生等危害,影响系统长周期安全稳定运行。

循环水工艺管理就是要通过各种手段,控制减轻甚至避免上述危害。

循环水系统在运行中,水质会发生以下的变化:一、溶解固体的浓缩1.盐类的浓缩(浓缩倍数的概念)冷却水在循环过程中,存在着四种损失:蒸发(P1)、风吹(P2)、排污(P3)、渗漏(P4),故需不断补充新鲜水,补充水中含有各种盐类。

在水量的四种损失中,风吹、排污及渗漏会带走盐类,而蒸发过程水以水蒸气的形式散失,不会带走盐类,故盐份在循环之后会累积起来。

循环水系统为控制腐蚀、结垢等问题,需将水中盐类如碳酸钙、氯化物等控制在合适范围之内,此时水中溶解盐类达到一个动态平衡,带入系统和带出系统的盐分相等,以氯离子浓度为例,设循环水的氯离子浓度为C循、补充水中氯离子浓度为C补,则:C补*(P1+P2+P3+P4)=C循*(P2+P3+P4)令C循/ C补=K,即为浓缩倍数,即循环水中的含盐量与新鲜水中含盐量的比值则K=(P1+P2+P3+P4)/(P2+P3+P4),即浓缩倍数=补充水量/(风吹+排污+渗漏)举例计算:一循环水装置循环水量为5000m3/h,设其风吹损失为0.3%(与冷却塔的选型有关,风筒式机力通风冷却塔取0.3%-0.5%,带收水器的为0.1%-0.2%),渗漏不计,蒸发量=(Cp*Q*△t)/H LCp------水的定压比热容,0.01 J/Kg·℃Q-------循环水量,m3/h△t------水的温差,10℃H L------水的蒸发潜热,5.8 J/g故P1=(0.01*5000*10)/5.8=86.2 m3/hK=(86.2+5000*0.3%+P3)/(5000*0.3%+P3)从上式可看出,一个循环水装置可通过控制排污量来控制浓缩倍数,如果不排污,则K最大,K=(86.2+15)/15=6.75,所以浓缩倍数并不会无限升高,在不排污的情况下风吹损失量决定了浓缩倍数的大小。

循环水挂片腐蚀速率标准

循环水挂片腐蚀速率标准

循环水挂片腐蚀速率标准
循环水挂片腐蚀速率标准的制定是为了监测循环水系统中金属腐蚀的情况,从而及时采取措施保护设备。

通常,循环水挂片腐蚀速率标准会规定金属表面的最大允许腐蚀速率,以及监测方法和频率。

通过遵守循环水挂片腐蚀速率标准,工业生产企业可以及时发现循环水系统中的腐蚀问题,并采取相应的防护措施,如添加腐蚀抑制剂、定期清洗设备等,从而延长设备的使用寿命,提高生产效率,降低维护成本。

在制定循环水挂片腐蚀速率标准时,需要考虑循环水中的化学成分、温度、流速等因素,以确保标准的科学性和实用性。

此外,定期对循环水系统进行检测和维护也是保证循环水挂片腐蚀速率标准有效实施的关键。

总之,循环水挂片腐蚀速率标准的制定和执行对于保护工业生产设备、提高生产效率具有重要意义,同时也有助于减少对环境的影响,促进可持续发展。

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究循环水腐蚀是指在循环水系统中,由于水中的各种化学物质和微生物的作用,导致管道、设备等金属材料发生腐蚀现象。

这种腐蚀现象不仅会损坏设备,增加维修和更换的成本,还会降低设备的使用寿命,对生产和环境造成不良影响。

对循环水腐蚀问题进行研究和探讨,对于工业生产和环境保护具有重要意义。

循环水腐蚀的主要原因可以归纳为以下几个方面:1. 水中的溶解氧和二氧化碳:溶解氧和二氧化碳在水中能够形成一定的酸性环境,从而导致金属材料发生腐蚀。

尤其是在高温和高压条件下,溶解氧和二氧化碳的腐蚀作用更加显著。

2. 微生物腐蚀:循环水中存在着各种微生物,其中一些微生物能够产生酸性物质,对金属材料造成腐蚀。

微生物结膜和结垢也会对设备产生不良影响,加剧腐蚀现象。

3. 水中的杂质:水中含有的硬度物质、有机物和其他杂质会与金属发生反应,形成沉积物和腐蚀产物,进而导致腐蚀。

1. 控制水中的溶解氧和二氧化碳含量:通过适当的加热和通气措施,可以降低水中氧和二氧化碳含量,从而减轻腐蚀作用。

2. 微生物控制:定期清洗和消毒循环水系统,加入适量的杀菌剂或生物控制剂,防止微生物的滋生和繁殖。

3. 定期清洗和除垢:定期对循环水系统进行清洗和除垢处理,以去除管道和设备中的沉积物和污垢,减轻腐蚀的发生。

4. 选择合适的金属材料:在设计和选购设备时,要选择能够抵抗循环水腐蚀的合适金属材料,如不锈钢、合金钢等。

5. 监测和控制水质:定期对循环水的水质进行监测,及时调整和控制水的化学成分,保持良好的水质状态,以减少腐蚀的发生。

循环水腐蚀问题是一个复杂的系统工程,需要综合考虑水质、微生物、金属材料等多个因素。

只有通过科学研究和实践探索,制定科学的控制措施,才能有效地解决循环水腐蚀问题,提高设备的运行效率和使用寿命,保护生产和环境的安全。

循环冷却水的结垢控制

循环冷却水的结垢控制

12-6 循环冷却水处理字体[大][中][小]冷却水的循环使用过程中,通过冷却设备的传热与传质,循环水中的Ca2+、mg2+、Cl-、SO42-等离子、溶解性固体、悬浮物相应增加,空气中的污染物等可进入循环水中,使微生物繁殖和循环冷却水系统的铜管产生结垢、腐蚀,造成凝汽器传热效果恶化和水流截面减少。

其后果主要表现为:(1) 铜管内水的阻力增加;(2) 在设备扬程相同的情况下,冷却水的流量减少;(3) 使凝汽器进出口的冷却水温差加大;(4) 以上均导致凝汽器凝结水温升高,凝汽器内的真空恶化。

当出现上述现象时,就应对循环冷却水予以判别。

一、水质判断在热电厂凝汽器循环冷却系统中形成的水垢,通常只有碳酸盐类,这是因为Ca(HCO3)2易受热分解生成难溶的CaCO3,反应式如下Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2+H2O(12-36)尤其在循环冷却系统中,它有蒸发和浓缩的作用,因此也容易生成水垢。

循环水中是否有CaCO3析出,都会从水质表现出来,因此要用水质来判断。

水质判断的主要方法有:1.饱和指数法[又称朗格里尔(Langlier)指数法]它是水的实测pH值减去同一种水的碳酸钙饱和平衡时的pH值之差数。

即IL=pH0-pH s(12-37)式中I L——饱和指数;pH0——水的实测pH值;pH s——水在碳酸钙饱和平衡时的pH值。

当I L>0时,有结垢倾向,当I L=0时,不腐蚀不结垢,当I L<0时,有腐蚀倾向。

pH s可根据水的总碱度、钙硬度和总溶解固体的分析值和温度由表12-31查得相应常数代入下式,即可计算得出:pH s=(9.3+N s+N t)-(N H+N A)(12-38)饱和指数和稳定指数配合应用,将更有助于判断水质的倾向。

运用指数来判断水质问题有很大的局限性,因为它仅依单一碳酸钙的溶解平衡作为判断依据,没有考虑结晶和电化学过程,更未考虑水中胶体的影响,而且把碳酸钙既作为缓蚀剂又作为污垢来考虑。

工业循环水常遇问题及解决方案完整版

工业循环水常遇问题及解决方案完整版

工业循环水常遇问题及解决方案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]工业循环水常遇问题及解决方案一、工业循环水随着工业生产的发展,水用量急剧增加,很多地区已经出现供水不足的现象,节约用水刻不容缓!冷却水占工业用水主体,提高其重复利用率、循环使用是节水节能的必须手段二、循环水运行过程中常产生的问题在工业生产的工艺条件下,工业循环水水质常会发生一系列变化,对生产造成危害,如:腐蚀、结垢、菌藻、粘泥等。

这些问题如果得不到有效的解决,则无法进行安全生产,造成巨大的工业损失。

1、水垢由于循环水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,超过某些盐类的溶解度而沉淀。

常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。

碳酸钙碳酸钙是工业循环冷却水中最常见的水垢,主要是Ca(HCO3)2在循环冷却水的运行中受热分解成CO2和CaCO3。

磷酸钙为了抑制系统材质的腐蚀,常常要加入聚磷酸盐来作为缓蚀剂,当水温升高时,聚磷酸盐会分解为正磷酸盐。

硅酸镁水中的SiO2量过高,加上水的硬度较高,生成非常难处理的硅酸钙(镁)硬垢。

水垢的质地比较致密,大大的降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。

2、污垢污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成。

垢的质地松软,阻隔传热、阻隔水流、引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。

.3、电化学腐蚀循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀。

产生原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素。

如果不加控制,极短的时间便使换热器、输水管路设备报废。

4、微生物粘泥循环水中溶有充足的氧气、合适的温度及富养条件,很适合微生物的生长繁殖。

如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑。

冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞,冷却散热效果大幅下降,设备腐蚀加剧。

工业循环水处理技术5、水垢的控制方法?从冷却水中去除成垢钙离子从水中除去Ca2+,使水软化,则碳酸钙就无法结晶析出,也就形不成水垢,主要两种方法。

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究循环水腐蚀问题一直是工业生产中的一个重要难题,长期以来一直备受关注和研究。

循环水腐蚀问题的解决不仅关系到设备的寿命和安全, 还关系到生产成本和环境保护。

本文将对循环水腐蚀问题进行初步探讨与研究,分析其发生原因以及可能的解决办法,力求为相关领域的研究提供一些参考和启发。

一、循环水腐蚀问题的发生原因循环水腐蚀问题主要是由于水中的各种溶解气体和溶解固体的存在,使得水具有导电性和腐蚀性。

溶解氧和二氧化碳是水中主要的溶解气体,它们对金属的腐蚀有着显著的促进作用。

水中盐类、硫化物和硅酸盐等固体物质也会对金属材料造成腐蚀危害。

水的温度、PH值、流速等因素也会影响水的腐蚀性,加剧了循环水腐蚀的发生。

循环水腐蚀问题会对工业生产和设备运行产生不良影响。

循环水腐蚀导致的设备损坏会增加维修成本,降低设备的使用寿命。

循环水中的腐蚀产物会对生产过程造成污染,影响产品质量。

循环水腐蚀过程中产生的腐蚀产物还会对环境造成污染危害,增加环境保护的成本和难度。

针对循环水腐蚀问题,可以采取以下措施来进行解决。

1. 优化水质管理通过分析循环水中的溶解气体和溶解固体的成分,科学调整水的PH值、温度和流速等参数,减轻水对金属的腐蚀作用。

2. 添加防腐剂在循环水中添加一定量的防腐剂,形成一层保护膜,减少金属材料与水接触,降低腐蚀的速度。

3. 选用耐腐蚀材料在生产设备的选材方面,优先选择耐腐蚀的金属材料,减轻腐蚀对设备的危害。

4. 加强监测和维护定期对循环水和设备进行监测,发现问题及时处理,加强设备的维护工作,减少腐蚀的发生。

在今后的研究中,我们可以从以下几个方面进行深入探讨。

1. 循环水腐蚀机理的研究深入研究循环水腐蚀的发生机理,探索水中溶解气体和溶解固体与金属材料之间的相互作用规律,为制定更科学的防腐措施提供理论依据。

2. 新型防腐技术的研究开展新型防腐技术的研究,如利用纳米材料在金属表面形成抗腐蚀的保护膜,或者利用化学合成的方法改变水的腐蚀性,寻求更有效的防腐措施。

火力发电厂循环水系统水质特征及控制

火力发电厂循环水系统水质特征及控制
? 有害离子引起的腐蚀 溶解氧引起电化学腐蚀 有害离子引起腐蚀
? 微生物的滋生和粘泥 细菌和藻类繁殖,生成生物粘泥而引起腐蚀、管道堵塞
循环冷却水系统中金属的腐蚀及控制
1.冷却水中金属腐蚀的机理 2.影响腐蚀的因素 3.腐蚀的形成 4. 腐蚀抑制剂及评价
1. 冷却水中金属的腐蚀
2OH-
Fe(OH)2
图3 敞开式循环冷却水系统
1-补充水( M);2-冷却塔; 3-冷水池; 4-循环 水泵; 5-渗漏水( F);6-冷却水; 7-冷却用换 热器; 8-热水( R);9-排污水( B);10-蒸发 损失( E);11-风吹损失( D);12-空气
水冷却的原理
? 水的蒸发散热 水在冷却设备中形成大小水滴或极薄水膜,扩大其与空
火力发电厂循环水系 统水质特征及控制
安徽省电力科学研究院
主要内容
? 电厂循环水系统概况 ? 循环冷却水中金属的腐蚀及其控制 ? 循环冷却水系统中的沉积物及其控制 ? 循环冷却水系统中的微生物及其控制 ? 循环冷却水系统的日常运行 ? 循环水系统新型处理方式简介
循环冷却水处理概况
? 火力发电厂为工业用水大户,主要包括炉内水汽 系统、循环冷却水系统、发电机内冷水系统、废 水处理系统等,其中循环冷却水系统用水量最大, 约占电厂总用水量的 75%~90% 以上。
冷却过程中的三种损失:蒸发损失、风吹损失、排污量 补充水量 M = E + D + B + F, (1)蒸发损失E E = a (R-B), a = e (t2-t1) (2)风吹损失D D = (0.2%-0.5%) R (3)排污损失B B = E/(K-1) (4)渗漏损失F
M、E、D、B分别代表补充水量、蒸发损失、风吹损失、排污量, R为系统中循环水量,e为损失系数,K为浓缩倍数。

循环冷却水的腐蚀与防护

循环冷却水的腐蚀与防护

设备运维循环冷却水的腐蚀与防护王志(中国石化燕山石化东方有机化工厂,北京100000)摘要:循环冷却水作为传统冷却介质,在化工生产中起着重要作用。

但长周期运行中,循环冷却水会产生一定腐蚀性,对系统内换热器等设备造成腐蚀破坏。

根据循环冷却水的工艺特点及标准,分析腐蚀影响因素,制定防护措施,从而降低或抑制系统腐蚀,保证系统安全、工艺稳定。

关键词:循环冷却水;腐蚀;影响因素;防护措施1循环冷却水系统简介循环冷却水[1]是通过换热器交换热量或直接接触换热实现对高温介质的撤热降温,简称:循环水。

吸收热量后的热水,经冷却塔冷却后进入水池,再通过循环泵加压返回系统,实现循环使用。

循环水系统主要由冷却塔、循环水池、循环水泵、旁滤系统、加药系统、控制仪表系统及管道、阀门等组成。

循环水一般呈中性或弱碱性,pH值在7-9.5。

循环水系统大体分为敞开式和密闭式。

敞开式冷却系统内冷却塔与大气直接接触,为了提高降温效率,冷却塔内常配备轴流风机。

密闭式冷却系统中热水与冷水均不与大气接触,密闭循环运行,降温主要依靠冷水机组完成。

2腐蚀机理与标准金属在与周围介质接触和相互作用,发生物理、化学、生物反应,使金属遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。

循环水长周期运行后,系统中腐蚀类型主要包括:化学腐蚀,电化学腐蚀和微生物腐蚀。

腐蚀形式一般有:均匀腐蚀、电偶腐蚀、点腐蚀、侵蚀、选择性腐蚀、垢下腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等。

①循环水加药系统使用浓硫酸或盐酸调节水质酸碱稳定。

加酸点周围pH值较低,接触管道和阀门易造成化学腐蚀;另外,循环水系统杀菌灭藻处理时,冲击投加强氧化剂,如:氯气、强氯精等,该类物质溶解进入水中,同样易造成化学腐蚀。

②循环水系统中主要设备及管道采用碳钢材质材质,由于碳钢材料表面的粗糙不均,含碳量高,溶解少量氧气的循环水流经后,碳钢材料内的铁、碳与材料表面的电解质溶液形成了原电池环境,导致电化学腐蚀的发生。

这样不断地进行下去,机械部件就受到腐蚀而遭损坏。

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循环水系统中金属的腐蚀及其控制第一节冷却水中金属腐蚀的机理工业冷却水系统中大多数的换热器是由碳钢制造的。

为此,我们以碳钢作为金属的代表,讨论金属在水中腐蚀机理。

一、液滴试验当用一滴含有铁锈指示剂(ferroxy-indicator)(酚酞+高铁氰化钾)的氯化钾溶液滴在一块已用砂纸打磨光亮的碳钢试片表面上时,如果氯化钾溶液中含有溶解氧,则可以看到,在淡黄色液滴下面的碳钢表面上将出现许多蓝色的小点。

开始时,这些蓝色小点的分布没有什么规则;过了一段时间后,淡黄色的溶液逐渐变为桃红色,而蓝色沉淀则将集中在液滴的中部;随着时间的推移,桃红色和蓝色逐渐加深;最后溶液仍保持桃红色,但液滴中部的蓝色沉淀则逐渐转变为黄色沉淀。

在这一试验中,液滴中部的碳钢表面产生蓝色沉淀说明,在腐蚀过程中,水中的碳钢被氧化成亚铁离子而发生了腐蚀;而液滴四周的溶液变成桃红色说明了从空气中进入液滴内水中的氧被还原生成了OH-。

由此可见,在有溶解氧存在的中性水或中性水溶液中,金属腐蚀是一个氧化还原过程。

在这个过程中,金属(例如铁)发生氧化,氧则发生还原。

但是这个氧化还原过程有一个特点:金属的氧化反应发生在一处(阳极区),氧的还原反应则发生在另一处(阴极区)。

因此,金属的腐蚀是一个电化学过程。

此时,阳极区、阴极区、水溶液三者构成了一个腐蚀电池。

二、冷却水中金属腐蚀的机理由于种种原因,碳钢的金属表面并不是均匀的。

当它与冷却水接触时,会形成许多微小的腐蚀电池(微电池)。

其中活泼的部位成为阳极,腐蚀学上把它称为阳极区;而不活泼的部位则成为阴极,腐蚀学上把它称为阴极区。

在阳极区,碳钢氧化生成亚铁离子进入水中,并在碳钢的金属基体上留下两个电子。

与此同时,水中的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子,还原为OH-。

这电极反应可以表示为在阳极区在阴极区↓当亚铁离子和氢氧根离子在水中相遇时,就会生成Fe(OH)2沉淀,如果水中的溶解氧比较充足,则Fe(OH)2会进一步氧化,生成黄色的绣FeOOH或Fe2O3•H2O,而不是Fe(OH)3。

如果水中的氧不充足,则Fe(OH)2进一步氧化为绿色的水合四氧化三铁或黑色的无水四氧化三铁。

由以上的金属腐蚀机理可知,造成金属腐蚀的是金属的阳极溶解反应。

因此,金属的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池的阳极区,而腐蚀电池的阴极区是不腐蚀的。

孤立的金属腐蚀时,在金属表面上同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象,称为电极反应的耦合。

互相耦合的反应称为共轭反应,而相应的腐蚀体系则称为共轭体系。

在共轭体系中,总的阳极反应速度与总的阴极反应速度相等。

此时,阳极反应释放出的电子恰好为阴极反应所消耗,金属表面没有电荷的积累,故其电极电位也不随时间而变化。

金属腐蚀时的电极电位称为腐蚀电位(corrosion potential)。

从以上的讨论可以看到,在腐蚀控制中,只要控制腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应两者中的任意一个电极反应的速度,则另一个电极反应的速度也会随之而受到控制,从而使整个腐蚀过程的速度受到控制。

第二节冷却水中金属腐蚀的形态 page78-82一、均匀腐蚀二、电偶腐蚀三、缝隙腐蚀四、孔蚀五、选择性腐蚀六、磨损腐蚀七、应力腐蚀破裂第三节冷却水中金属腐蚀的影响因素一、pH值冷却水的pH值对于金属腐蚀速度的影响往往取决于该金属的氧化物在水中的溶解度对pH 值的依赖关系。

因为金属的耐蚀性能与其表面上的氧化膜的性能密切相关。

如果该金属的氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液例如镍、铁、镁等,则该金属在低pH值时就腐蚀的快一些,而在高pH值是就腐蚀的慢一些。

必须指出的是,将铁列入这一类金属是有条件的,因为pH值很高时,铁要溶解而生成铁酸盐。

有些金属的氧化物既溶于酸性水溶液中,又溶于碱性水溶液中。

这些氧化物被称为**氧化物,而这些金属则被称为**金属,例如铝、锌、铅和锡。

这些金属在中间的pH值范围内具有最高的腐蚀稳定性。

二、阴离子金属的腐蚀速度与水中阴离子的种类有密切关系。

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金属表面的钝化膜,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刚有缓蚀作用,其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。

三、络合剂络合剂又称配体。

冷却水中常遇到的络合剂有:NH3、CN-、EDTA和ATMP等。

他们能与水中的金属离子生成可溶性的络离子,使水中金属离子的游离浓度降低,金属的电极电位降低,从而使金属的腐蚀速度增加。

四、硬度水中钙离子浓度和镁离子浓度之和称为水的硬度。

钙、镁离子浓度过高时,则会与水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用,生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸镁垢,引起垢下腐蚀。

五、金属离子冷却水中的金属离子对腐蚀的影响大致有以下几种情况。

冷却水中的碱金属离子,例如钠离子和钾离子,对金属和合金的腐蚀速度没有明显的或直接的影响。

铜、银、铅等重金属离子在冷却水中对钢、铝、镁、锌这几种常用金属起有害作用。

水中的这些重金属离子通过置换作用,以一个个小阴极的形式析出在比他们活泼的基体金属(钢、铝、镁、锌等)的表面,形成一个个微电池而引起基体金属的腐蚀。

在酸性溶液中,Fe3+是一种阴极反应加速剂。

某些矿物水具有强烈的腐蚀性,其原因就在于此。

在中性溶液中,Fe2+却可以抑制铜和铜合金的腐蚀。

锌离子在冷却水中对钢有缓蚀作用,因此锌盐被广泛用作冷却水缓蚀剂。

六、溶解的气体(一)氧(二)二氧化碳(三)氨(四)硫化氢(五)二氧化硫(六)氯七、浓度八、悬浮固体九、流速十、电偶十一、温度第四节冷却水中金属腐蚀的控制指标工业冷却水系统中的金属设备有各种换热器、泵、管道、阀门等。

由于换热器腐蚀后更换的费用较大,更重要的是由于换热器管壁腐蚀穿孔和泄露造成的经济损失更大,因此冷却水系统中的腐蚀控制主要是各种换热器或换热设备的腐蚀控制。

《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-95)中对循环冷却水系统中腐蚀控制指标规定:碳钢换热器管壁的腐蚀速度宜小于0.125mm/a(5mpy);铜、铜合金和不锈钢换热器管壁的腐蚀速度宜小于0.005mm/a(0.2mpy)。

由此可见,对冷却水系统中金属的腐蚀控制并不是要求金属绝对不发生腐蚀,而是要求把金属的腐蚀速度控制在一定范围,从而把换热器的使用寿命控制在一定范围之内。

第五节冷却水中金属腐蚀的控制方法循环冷却水系统中金属腐蚀的控制方法甚多,常用的主要有以下四种:(1)添加缓蚀剂;(2)提高冷却水的pH值;(3)选用耐蚀材料制造的换热器;(4)用防腐阻垢材料涂覆。

一、添加缓蚀剂循环冷却水系统中控制金属腐蚀的第一种方法是向冷却水系统中添加缓蚀剂。

(一)缓蚀剂和缓蚀率缓蚀剂是一种用于腐蚀介质(例如水)中抑制金属腐蚀的添加剂,对于一定得金属腐蚀介质体系,只要在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂,就能有效地降低该金属的腐蚀速度。

缓蚀剂的使用浓度一般很低,故添加缓蚀剂后腐蚀介质的基本性质不发生变化。

缓蚀剂的使用不需要特殊的附加设备,也不需要改变金属设备或构件的材质或进行表面处理。

因此,使用缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。

通常用ε表示缓蚀剂抑制金属腐蚀的效率—缓蚀率。

缓蚀率的定义是式中ε—缓蚀剂的缓蚀率,%;ν—有缓蚀剂时金属的腐蚀速度;ν0—无缓蚀剂(空白)时金属的腐蚀速度。

缓蚀率的物理意义是:与空白时相比,添加缓蚀剂后金属腐蚀速度降低的百分率。

(二)缓蚀剂的分类人们常常从不同的角度对缓蚀剂进行分类1.根据所抑制的电极过程缓蚀剂的用量很少,显热它不会改变金属所在介质中的腐蚀倾向,而只能减缓金属的腐蚀速度。

金属腐蚀是由一对共轭反应—阳极反应和阴极反应所组成。

在腐蚀过程中,如果该缓蚀剂抑制了共轭反应中的阳极反应,那它就是阳极型缓蚀剂;如果该缓蚀剂抑制了共轭反应中的阴极反应,使那么它就是阴极型缓蚀剂;如果该缓蚀剂能同时抑制共轭反应中的阳极反应和阴极反应,那么它就是混合型缓蚀剂。

2.根据生成保护膜的类型根据缓蚀剂在保护金属过程中所形成的保护膜的类型,缓蚀剂可以分为氧化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂和吸附型缓蚀剂。

氧化型缓蚀剂的典型例子是铬酸盐和亚硝酸盐。

铬酸盐可以使钢铁表面氧化,生成主要成分为的保护膜,其厚度通常为几十埃,从而抑制了钢铁的腐蚀。

由于他们具有钝化作用,能使钢铁钝化,故又称钝化剂。

沉淀膜型缓蚀剂的典型例子是硫酸锌和碳酸氢钙等。

他们能与介质中的有关离子反应,并在金属表面上形成防腐蚀的沉淀膜。

沉淀膜的厚度一般都比钝化膜要厚,约为几百到一千埃,且其致密性和附着力比钝化膜差,所以其保护效果比氧化膜要差一些。

吸附膜型缓蚀剂的例子有硫脲和乌洛托品等。

他们能吸附在金属表面,形成一层屏蔽层或阻挡层,从而抑制了金属的腐蚀。

吸附膜的厚度是分子级的厚度,它比氧化膜更薄。

吸附膜型缓蚀剂在酸性溶液中,例如酸洗溶液中得到广泛的应用。

3.根据其他按用途的不同,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。

按化学组成,可把缓蚀剂分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂。

按使用时的相态,可把缓蚀剂分为气相缓蚀剂、液相缓蚀剂和固相缓蚀剂。

按被保护金属的种类,可以把缓蚀剂分为钢铁缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂等。

用缓蚀剂控制冷却水中金属的腐蚀时,应该根据冷却水系统中换热器的材质,选用相应金属的缓蚀剂作为冷却水缓蚀剂。

按使用的腐蚀介质的pH值,可以把缓蚀剂分为酸性介质用的缓蚀剂、中性介质用的缓蚀剂和碱性介质用的缓蚀剂。

冷却水的运行pH值通常在6.0~9.5之间,基本上属于中性,故冷却水缓蚀剂属于中性介质用的缓蚀剂。

(三)冷却水缓蚀剂应具备的条件缓蚀剂的品种很多,并不是所有的缓蚀剂都适宜于用作冷却水缓蚀剂。

作为冷却水中使用的缓蚀剂需要具备一定的条件:(1)在经济上是有利的,即添加缓蚀剂的方案和其他方案相比,在经济上是合算的或者是可以接受的;(2)它的飞溅、泄漏、排放或经处理后的排放,在环境保护上是容许的;(3)它与冷却水中存在的各种物质以及加入冷却水的阻垢剂、分散剂和杀生剂是相容的,甚至还有协同作用。

(4)对冷却水系统中各种金属材料的缓蚀效果都是可以接受的。

(5)不会造成换热金属表面传热系数的降低;(6)在冷却水运行的pH值范围内(6.0~9.5),有较好的缓蚀作用。

(四)常用的冷却水缓蚀剂1.铬酸盐Page932.亚硝酸盐Page93-943.硅酸盐Page944.钼酸盐Page945.锌盐Page956.磷酸盐Page967.聚磷酸盐8.有机膦酸9.巯基苯并噻唑10.苯并三唑和甲基苯并三唑11.硫酸亚铁(五)发展趋向(1)开发复合缓蚀剂单一缓蚀剂的缓蚀效果往往不够理想。

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