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工业循环冷却水系统腐蚀的原因
发表于:2019/11/19    来源:广州百冠节能科技有限公司_空水冷冷却系统_中央空调节能_高压变频冷却系统_广州百冠节能科技有限公司
 
  工业循环冷却水系统腐蚀的原因
  
  金属的腐蚀是指金属在周围介质(液体和气体)的作用下,由于化学反应、电化学反应或物理作用而使金属受到破坏或性能恶化的现象。在循环冷却水中,腐蚀与污垢是主要的两大障碍。腐蚀产物会形成污垢,污垢又会引起腐蚀,二者密切相关,又相互影响。对于引起腐蚀的原因主要有以下几个方面:
  
  一、PH值
  
  PH值偏酸性时,则碳钢表面不易形成保护膜,而且H+又是很好的去极化剂,促进腐蚀电池阴极电子的转移,故pH值偏酸性时,其腐蚀要比pH值偏碱性时高。
  
  二、阴离子
  
  金属的腐蚀速度与水中的阴离子的种类有密切的关系。冷却水中的Cl-、SO4-、Br-、I-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,增进腐蚀。水中的络酸根、亚硝酸根、硅酸根和磷酸根等阴离子能钝化钢铁或生成难容沉淀物而覆盖金属表面,起到抑制腐蚀的作用。
  
  三、硬度
  
  硬度过高则会结垢,而且在一定条件下会引起垢下腐蚀。硬度太低、缓蚀剂与金属作用在金属表面形成的保护膜难以形成,对缓蚀效果有影响。以磷系配方为例,Ca2+一般不得小于30mg/L,以形成磷酸钙的保护膜而起到缓蚀作用。
  
  四、金属离子
  
  一些重金属离子如铜、银、铅、镁、锌这些常用金属起到有害作用。在酸性溶液中的Fe3+具有强烈的腐蚀性。锌离子在冷却水中对碳钢有缓蚀作用,因此锌盐被广泛作冷却水缓蚀剂。
  
  五、溶解的气体
  
  1、氧
  
  水中的溶解氧,是引起金属电化学腐蚀的一个主要因素。氧气是一种去极化剂,引起腐蚀电池的阴极去极化,导致金属腐蚀加剧。在一般情况下,水中氧含量越多,金属的腐蚀越严重,而且腐蚀的主要形式是很深的溃疡状腐蚀。但是,在某些特定的条件下,如所用的水是电解质浓度非常小(导电率<0.1~0.2μs/cm)的中性水中,溶解氧会在钢材表面产生钝化膜,从而减缓腐蚀速度。
  
  2、二氧化碳
  
  二氧化碳溶于水生成碳酸或者碳酸氢盐,使水的酸性增加,pH值下降。造成金属表面膜的溶解、破坏和氢气的析出。
  
  3、氨
  
  溶剂氨会形成铜氨络离子,促进铜的腐蚀。
  
  4、硫化氢
  
  溶解硫化氢气体会促进碳钢腐蚀。
  
  5、二氧化硫
  
  溶解二氧化硫会降低循环水的pH值,增加金属的腐蚀性。
  
  6、氯离子
  
  氯离子会促进碳钢、不锈钢、铝等金属或者合金的腐蚀(孔蚀、缝隙腐蚀)。
  
  六、含盐量
  
  1)杂质溶解盐类增高会促使水的导电性增加,易发生电化学作用,增加腐蚀电流,使腐蚀增加。
  
  2)含盐量增加影响Fe(OH)2的胶体状沉淀物的稳定度,使保护膜质量变差,增大腐蚀。
  
  3)含盐量增加可使溶解度下降,阴极过程减弱,腐蚀速度变小。盐溶液浓度大于0.5MOL/L后,腐蚀开始减小。
  
  七、悬浮固体
  
  水中悬浮固体的增加会加大腐蚀速度,同时悬浮物的沉积还会引起沉积物下金属的氧浓差电池腐蚀,使局部腐蚀加快。悬浮物的沉积会阻碍缓蚀剂到达金属表面而影响缓蚀剂的缓蚀效果。因此,循环水系统在运行中要求采取旁滤措施。使浊度控制在10mg/L以内,最好在5mg/L以内。
  
  八、流速
  
  流速的增加将使金属壁和介质接触面的层流区变薄而有利于溶解氧扩散到金属表面。同时流速较大时,可冲去沉积在金属表面的腐蚀、结构等生成物,使溶解氧更易向金属表面扩散,导致腐蚀加速,所以碳钢的腐蚀速度是随着流速的升高而加大的。随着流速进一步升高,腐蚀速度回降低,这时因为流速过大,向金属表面提供的氧含量已达到足以使金属表面形成氧化膜,起到缓蚀的作用。如果水流速度继续增加,则会破坏氧化膜,使腐蚀速度再次增大。
  
  一般水流速度在0.6-1m/s时,腐蚀速度最小。流速过低会使传热效率低和出现沉积,故冷却水流速管程水一般在1m/s左右,壳程水在0.5m/s以上为宜。
  
  九、电偶
  
  不同金属或元素具有不同的标准电极电位,具有不同电极电位的金属互相接触形成腐蚀电池。电偶腐蚀的结果使得电位较低的金属如铁遭受腐蚀。
  
  十、温度及热负荷
  
  一般,金属的腐蚀速度随温度的增加而增加。在密闭式循环水中,金属的腐蚀速度随温度的升高而直线上升。在密闭的系统中,氧在有压力的状态下溶解在水中而不能溢出。温度升高,氧扩散到金属表面的通量增大,但在开放系统中,随着温度的升高而腐蚀率变大,到80℃时腐蚀率最大。以后即随着温度的升高而腐蚀率急剧下降。这是因为温度升高所引起的反应速率的增大不如溶解氧浓度减少所引起的反应速率的下降大。
  
  热负荷对金属的腐蚀速率起到促进作用。热负荷大会产生热应力,保护膜易被破坏,同时热负荷高也会使金属表面生成蒸汽泡,对保护膜有机械损伤作用。热负荷高使铁电极电位降低,使腐蚀加速。
  
  十一、微生物
  
  冷却水中的微生物,特别是一些能产生粘泥的微生物会在金属表面沉积(不单是微生物本身,同时也粘附了水中的悬浮物),引起垢下腐蚀。同时一些微生物的新陈代谢过程也参与了电化学过程,促使腐蚀加速。
  
  十二、其它
  
  循环水中往往含有泥土、砂砾、焊渣、腐蚀产物等不溶性物质,这些物质有些是从空气中进入的,有些是安装时带入的,也有可能是在运动中生成的。这些不溶物一方面易在滞留区域沉积造成垢下腐蚀,另一方面随水流冲击管壁,对管壁产生磨损腐蚀。
 
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