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冷卻水中金屬腐蝕的影響因素

2016/12/13

冷卻水中金屬腐蝕的影響因素

不同冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕形態(tài)和腐蝕速度是不同的，為此，需要了解冷卻水系統(tǒng)中影響腐蝕的各種因素，知道那些因素是促進(jìn)腐蝕的，哪些因素是可以抑制腐蝕的，從而設(shè)法避開(kāi)不利的因素，利用有利的因素，以減輕和防止冷卻水中金屬設(shè)備的腐蝕。

冷卻水中金屬換熱設(shè)備腐蝕的影響因素很多，概括起來(lái)可分為化學(xué)因素、物理因素和微生物因素。下面為大家簡(jiǎn)單介紹一下化學(xué)因素和物理因素。

一、PH值
冷卻水的PH值對(duì)于金屬腐蝕速度的影響往往取決于金屬的氧化物在水中的溶解度對(duì)PH值的依賴關(guān)系。因?yàn)榻饘俚哪臀g性能與其表面上的氧化膜的性能密切相關(guān)。
有些金屬的氧化物既溶于酸性水溶液中，又溶于堿性水溶液中。這些氧化物被稱為兩性氧化物，而這些金屬則被稱為兩性金屬，這些金屬在中間的PH值范圍內(nèi)具有最高的腐蝕穩(wěn)定性。

二、陰離子
金屬的腐蝕速度與水中陰離子的種類有密切的關(guān)系。水中不同的陰郭在增加金屬腐速度方面具有以下的順序
NO₃^-<CH₃COO^-<SO^2-₄<Cl^-<ClO^-₄
冷卻水中的Cl^-_、Br^-、I^-、SO^2-₄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，增加其腐蝕反應(yīng)的陽(yáng)極過(guò)程速度，引起金屬的局部腐蝕。

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(duì)鋼有緩蝕作用，其鹽類是一些常用的冷卻水緩蝕劑。

絡(luò)合劑

絡(luò)合劑又稱配體。冷卻水中常遇到的絡(luò)合劑有：NH₃、CN^-、EDTA和ATMP等。它們能與水中的金屬離子（例如銅離子）生成可溶性的絡(luò)合離子（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。例如，冷卻水中有氨存在，由于它能與銅離子生成穩(wěn)定的四氨合銅絡(luò)離子Cu(NH)²⁺₄而使銅加速溶解。

硬度
水中鈣離子濃度和鎂離子濃度之各稱為水的硬度。鈣、鎂離子濃度過(guò)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。

金屬離子
冷卻水中的金屬離子對(duì)腐蝕的影響大致有以下幾中情況。
冷卻水中的堿金屬離子，例如鈉離子和鉀離子，對(duì)金屬和合金腐蝕速度明顯的或直接的影響。
銅、銀、鉛等重金屬離子在冷卻水中對(duì)鋼、鋁、鎂這幾種常用的金屬起有害作用。水中的這些重金屬離子通過(guò)轉(zhuǎn)換作用，以一個(gè)個(gè)小陰極的形式析出在比它們活潑的基體金屬的表面，形成一個(gè)個(gè)微電池而引起基體金屬的腐蝕。
鋅離子在冷卻水中對(duì)鋼有緩蝕作用，國(guó)此鋅鹽被廣泛用作冷卻水緩蝕劑。

溶解的氣體
氧在中性水中包括工業(yè)冷卻水中對(duì)一些金屬的腐蝕起重要的作用。在腐蝕著的金屬表面上，它起著陰極去極化的作用，促進(jìn)金屬的腐蝕。除去氧后，水就變成沒(méi)有腐蝕性了。
二氧化碳溶冷卻水中，生成碳酸或碳酸氧鹽，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。沒(méi)有氧存在時(shí)，溶解狀態(tài)二氧化碳的存在會(huì)引起鋼和銅的腐蝕，但不會(huì)引起鋁的腐蝕。

溫度
一般地講，金屬的腐蝕速度附溫度的增加而增加。
溫度的升高，水中物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)增大，而電極反應(yīng)的過(guò)電位和溶液的粘度減小。擴(kuò)散系數(shù)增大，能使更多的溶解氧擴(kuò)散到腐蝕金屬 陰極區(qū)。過(guò)電位的降低可使氧或氫離子的陰極還原過(guò)程和金屬的陽(yáng)極溶解過(guò)程回事。這些都使金屬的腐蝕速度增加。另一方面，溫度升高會(huì)使氧在水中的溶解度降低，從而使金屬的腐蝕速度降低。

上面這些情況的發(fā)生，會(huì)使循環(huán)冷卻水中產(chǎn)生水垢，并加速對(duì)管材的腐蝕，無(wú)機(jī)鹽類的沉積稱為"垢"，它有固定晶格，比較硬，其主要成份為Ca3(PO4)2、CaCO3、SiO2，鎂鹽和鐵的氧化物。而有機(jī)物、菌類、藻類、懸浮物等稱為"污"，即水中呈膠體狀的粘泥。它比較軟，無(wú)固定形態(tài)。

水中的鈣、鎂離子與碳酸根、磷酸根等結(jié)合生成難溶的小晶體，這些小晶體不斷碰撞并按一定的方向增長(zhǎng)變成大晶體。水中的鈣、鎂鹽晶體及其不溶性微粒同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，即與管壁上的水垢結(jié)合生成體積更大的垢的結(jié)晶力和水流的剪切力，當(dāng)結(jié)晶力較大時(shí)便易使垢增長(zhǎng)，當(dāng)結(jié)晶力較小時(shí)（如加入阻垢劑后）或剪切力較大（如水流速較大的部位）時(shí)，垢無(wú)法增厚，水中的微粒只能以水渣的形式被水沖走。 ⑴增溶機(jī)理 

有些阻垢劑能與水中的鈣鎂離子形成比碳酸鈣等難溶鹽更穩(wěn)定的可溶解于水的絡(luò)合物，使鈣、鎂無(wú)法形成碳酸鈣等小晶體。這種阻垢劑不但能阻垢，若濃度達(dá)到一定程度，還能起到除垢的作用。 ⑵晶格畸變的機(jī)理 

阻垢劑的活性基團(tuán)與碳酸鈣等晶體上的鈣結(jié)合，由于阻垢劑分子的空間阻擾，使碳酸鈣等難溶鹽無(wú)法按正常的晶格方向增長(zhǎng)，結(jié)晶力被削弱，垢變得松軟，易被水流沖掉。 ⑶自解脫機(jī)理 

阻垢劑分子與難溶鹽小晶體共同沉淀形成垢，由于阻垢劑分子破壞了垢的晶格順序，垢之間的結(jié)晶力較弱，這種垢無(wú)法形成堅(jiān)實(shí)的垢，只能形成軟垢。隨著軟垢的增厚，受到水流的沖擊力也增大，當(dāng)沖擊力大于結(jié)晶力時(shí)，軟垢與阻垢劑分子一起脫落被水沖走。因此加了這種阻垢劑循環(huán)水只能結(jié)一層薄薄的水垢。 ⑷分散機(jī)理 

某些阻垢劑分子加入水中后能水解電離出高分子陰離子，這些陰離子能強(qiáng)烈地吸附在水中的各種微粒表面，使這些微粒都帶負(fù)電荷。由于靜電相斥力的作用，這些帶負(fù)電荷的微粒無(wú)法碰撞生成大晶體，只能呈分散狀態(tài)懸浮于水中。

文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

參考資料：緩蝕阻垢劑  循環(huán)水阻垢劑  有機(jī)磷系列   COD去除劑  廢水脫色劑

工業(yè)水處理技術(shù)   水處理藥劑 水處理劑   阻垢劑  緩蝕劑 螯合分散劑 

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