【行业动态】循环冷却水系统金属腐蚀的控制

来源:山东大禹

冷却水系统中金属设备腐蚀的控制与防护的方法较多,实践中常使用的方法有以下几种:

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这些腐蚀控制方法各有其优缺点和适用范围。对于一个具体的腐蚀体系,究竟采用何种防护措施,是用一种方法或是多种方法,主要应从防护效果、施工难易以及经济效益等多方面综合考虑。本节主要介绍合理选材和结构设计、新型耐蚀材料、添加缓蚀剂三个方面。

1正确选用金属材料,合理设计金属结构
在设计和制造设备或构件时,首先应选择对使用介质具有耐蚀性的材料,这是防止金属制品腐蚀的最积极的措施。材料选择不当常常是造成腐蚀破坏的主要原因。因此,必须掌握各种金属及其合金在各种环境下的耐蚀性能。此外,还要综合考虑到机械性能、加工性能及材料本身的价格等因素。

在设计金属结构方面,同样也应当进行合理的结构设计和严格的应力核算,以避免应力腐蚀、接触腐蚀、缝隙腐蚀和微生物腐蚀等,在设计和加工方面应注意以下几点:
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2采用新型耐蚀换热器
长期以来,为控制冷却水系统中换热器的腐蚀,经常使用一些耐蚀金属材料,例如铜合金、不锈钢、铝等金属制成的换热器。也选用一些耐蚀的非金属材料,例如石墨、搪瓷、玻璃等制成的非金属换热器。随着冶金工业、化学工业以及材料科学的发展,近年来又开发了一系列新型耐蚀材料换热器,其中有钛和钛合金换热器、254SMO全奥氏体不锈钢换热器、铝镁合金换热器、聚丙烯换热器、微晶搪瓷换热器和氟塑料换热器等。

这些新型换热器的出现,使系统可以在较为苛刻的条件下工作,如钛和钛合金换热器是用海水冷却的凝汽器和冷却器较为理想的冷却设备,氟塑料换热器具有耐腐蚀、抗污垢和体积轻的优良特征。这些新型耐蚀换热器较为成功地解决了换热管束冷却水一侧(例如用海水作冷却水时)的腐蚀。各种耐蚀换热器因其组成材料的物理性质、化学组成不同而具有不同的耐蚀性能,适用于不同的介质和场合。显然,各种换热器并不是十全十美的,它们各有其优缺点,现将几种常用耐蚀换热器的优缺点比较列于表1:
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3添加缓蚀剂
缓蚀剂是一类用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂,也叫腐蚀抑制剂。对于一定的金属腐蚀体系,只要加入少量的缓蚀剂,就可以有效地阻止和减缓该金属的腐蚀。缓蚀剂的使用浓度很低,加入剂量一般为几到几十毫克/升,故添加缓蚀剂后腐蚀介质的基本性质不会发生变化。使用缓蚀剂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腐措施,应用最广泛。

用于工业循环冷却水系统的缓蚀剂应满足下列条件:

①使用浓度低,能够在不同的操作条件(pH值、温度、热负荷、水质)下有效地缓蚀且不降低设备的传热系数。

②在经济上合算,即添加缓蚀剂的方案和涂料涂覆、阴极保护、采用耐蚀材料设备和任其腐蚀再更换设备等方案相比,在经济上合算或是可以接受。

③无环境污染问题,它们的飞溅、泄漏和排放或处理后的排放,应满足环境标准要求。

④它们与冷却水中的物质(如Ca2+、Mg2+、CI-、HCO3- 、O2、CO2等)或加入冷却水中的阻垢剂、分散剂和杀生剂相容,甚至有协同作用。

⑤它们对冷却水系统中各种金属的缓蚀效果都可以接受。例如,当冷却水系统中同时使用碳钢和铜合金的冷却设备时,添加缓蚀剂后,碳钢和铜合金的腐蚀速率都能降低到规定的范围之内。

腐蚀,只能将其腐蚀速率控制在允许的范围内,用缓蚀剂控制密闭式和敝开式循环冷却水系统中金属的腐蚀,具有以下优点缺点。
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