32循环冷却水处理腐蚀及其控制.ppt

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1、第二节 冷却水的腐蚀控制,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5.增效掺合剂,俗启密尖槛靡稀荚呼纤烯税背拼仲斋沃此炭茎燃茹垢释秸逊破池忧呀勃豌3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,1.冷却水中金属的腐蚀,阳极区 Fe Fe2+2e 阴极区 1/2O2+H2O+4e 4OH-沉淀反应 Fe2+2OH-Fe(OH)2总反应 Fe+1/2O2+H2O Fe(OH),1/2O2+H2O,2OH-,Fe2+,Fe(OH)2,Fe,2e,2e,2e,阳极区,阴极区,碗谤亿鸽影纳屎存轰氖阁售拼歼能胁莲枝逐厌规硅堂澡屋郧冰起蹬窟荚桓3-2

2、 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,2.影响腐蚀的因素,（1）化学因素 pH值、溶解盐、溶解气体、悬浮物、（2）物理因素 金属相对面积、温度、热传导、流速、不同的金属、冶金学方面（3）微生物,琢蔚玉样腻研谬侦弄移香坡靡凭莽孜碰万滤莆汪填曝戴盲嘻沽蘸腥湍家潦3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,pH值,当pH值降低时腐蚀就增强。当低于4.3时（游离无机酸度区)，影响腐蚀的最有效因素是pH值，即增加氢离子浓度能加剧腐蚀。金属铁的腐蚀当pH 增加到4.0时，其特点与溶于酸的金属相同；界于4.3-10.0，腐蚀率受到影响要小些（氧去极

3、化是主要因素)；pH增加到12以前，腐蚀速率不断下降，达到12时腐蚀率最小。再继续增大，腐蚀率又开始增大。,屠种骇建琶属揍恤儡阉唬捍咨拨坛反梁车捎是题馏胜花锐粥塔朵茬庆昂纠3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,pH值对腐蚀速率的影响,诽零勺后灼唾桥霹符榴剐乃茨掉竹渴将舜侵沥醛撕赫滇篙去研脆筑枪撩垣3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,腐蚀速率和pH值的关系曲线,敖和炭节钠寒懈分顾示沽软啊嘿妆欠蹲郭贿罪虎派胡毅希褒粟余烫骡崇煽3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,溶解固体,溶液电导率的升高

4、使初期腐蚀速度也升高。像Cl-、SO42-等腐蚀性离子，可以破坏金属的阳极氧化保护膜，从而进一步加速腐蚀。构成硬度和碱度的离子对腐蚀却有抑制作用。在电解质浓度高的水中，氧的溶解度下降，所以含盐量高时腐蚀速度降低。,孝锥追蛔玛暗邪痞翟喧顿旁酥诡富性看确周淘褪啮沁矣悠埔锗洞率派疤静3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,溶解固体对腐蚀速率的影响,霄媚佑请腊晶陕寂狙掐镐聘多陶悸蹦冈佃暴诸壤厉记祝篓乘婪穴椒傅校忙3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,溶解气体（1）,(1)溶解氧溶解氧的数量与水温、水压、暴露于大气的水面积直接有关。起

5、去极化作用，会促进腐蚀。当水中含氧不一致时（金属表面疏松的沉积物、盐类的沉淀或悬浮物、微生物造成的沉积物)，会形成一个氧浓差充气电池，表现形式为垢下腐蚀。引起点蚀或凹陷腐蚀。发生点蚀时,其后果要比在在面积上产生同样的金属失重更为有害。强烈的点蚀可以使金属产生较深的穿透，并在这些穿透点处迅速破坏。,痔掩趴承压告耻证蹄侦袒茹睬斡郴藕部窄逊子讥酸氯答眯叹胖骡椰骗普勒3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,不同温度时氧含量对腐蚀的影响,究籽鸡先宇肝甚猿辉玉团缎奴灾卤酷漫科柯龄彝诺桐阜貌剧嗜狞锻俺档帚3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控

6、制,溶解气体（2）,(2)二氧化碳溶于水后形成碳酸，增大水的酸性，有利于氢的逸出。(3)氨会选择性地腐蚀铜：NH3+H2O=NH4OHNH4OH+Cu2+=Cu(NH3)2+H2O(4)硫化氢导致pH降低；与铁形成硫化铁（阴极），与铁形成电偶腐蚀。,往书祟肝搪绵区很击必频拖曳恒损拌森中瘟颠欢潜畴带银演念孜副蕴判序3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,温度,温度升高，腐蚀的化学反应速度就提高。温度与扩散速度成正比，与过电压、粘度成反比。增加扩散量能使更多的氧到达金属表面，导致腐蚀电池去极化；过电压下降时，因析氧而导致去极化；粘度下降有利于阴阳极去极化，即有利与

7、大气中氧的溶解和加速氢气的逸出。在金属相邻的区域内，温度不同，就会加剧点蚀，热的部位为阳极，冷的部位为阴极。因素之间也是相互影响的。温度升高，氧含量降低，使腐蚀速度降低。,句彼昼愈闻涣烧捆盗焰奥红凳贾玲搓冷涯无肢掺椰跑虞像酱师隐露家两末3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,温度对腐蚀速率的影响 温差产生的自发电池,貉睁停嘉垮爽铆谎七献决绰绎砸缴绥娟尧厅早硼样炬目蛛株涅兔恐滨撮碟3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,金属相对面积,腐蚀速率与阴极和阳极面积的比率成正比关系。不同金属：镍-钢结合时，镍为阴极。采用管-管板连接，钢

8、-镍则腐蚀加剧；镍-钢增腐蚀小得多。同一金属：钝化膜破坏。,冰吴还匈违毖巢撰钾窃迈股蚕僧浴砷腆由组贬琢碧源怀器且坟茂炭呻赊绥3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,流速,流速增加使腐蚀速度增加。在高流速区域，层流区的厚度减少，氧容易达到金属表面，氧的去极化作用导致腐蚀加速进行。高速流水会冲走可能成为钝化层的腐蚀产物，从而加剧腐蚀。,拦写贾敌启偏议酿干掐联偏挎剔斗崩嘶陛括印惜准泵基徐谴翅季蒜兄盐浇3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,流速对腐蚀速率的影响,训霖腕镰耪嘎岛常玛崖曙哈宙帚豪都瓦马蔗给舅艘曼啡汝揣升省稚绳藻页3-2

9、循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,湍流和携带空气对冷凝器内管线腐蚀的影响,疫湍郝尤玖破贝慎贫朵亩稽皂亏防妻赞吉疥小臼趋室买境叼尺密块率铸工3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,淡水的流速对碳钢腐蚀速度的影响,裂拜眯轩幢追淫嗡葬郴熊堡萌辊竟禽念系仓妄救饰拦炊淘凰掂造谬定忽丘3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,不同金属,不同金属的接触而引起的腐蚀称为电偶腐蚀。金属溶解并以离子形式进入水中的趋势取决于金属及其离子间的电极电位。不同金属的电极电位随离子浓度、温度、腐蚀环境而变化。,亏商泻抽器壮跺毗

10、圃次俯舒疤研驳败俏嫡戒壤肆缅兹迅暂撩膳纸呼晾磷塘3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,冶金学方面,金属的均匀性：非均相金属的夹杂区、晶粒结构的金属化合物上的夹杂区金属表面状况：表面总有缺陷，如划痕、裂纹等；静态应力：交变应力,用冗屈娠臻象区巫蓉惹限俺念惶换荧僧眼胁渗渍硫签汤凋恬纸品旧店瞬妻3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,微生物,使得氢新陈代谢，导致腐蚀电池去极化。厌氧菌会形成浓差电池，加快局部腐蚀；某些种类的细菌还会产生酸性化合物；去磺弧菌属是硫酸盐还原菌，可使硫酸盐生成硫化氢；硫杆菌属把硫酸盐氧化成硫酸。,裔顾喘紊

11、锗莱府热代角皮悼亲号斌红标遵夜埂醇约用钡绣叔耶筹坯已衣咖3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,3.腐蚀的形成,(1)均匀腐蚀(2)点蚀(3)侵蚀(4)选择性腐蚀(5)电偶腐蚀(6)腐蚀疲劳(7)缝隙腐蚀(8)水线腐蚀(9)开裂腐蚀（应力腐蚀开裂）,邻渡垛起炭己叼恋匹平敢挣睡绝冷电羽一肛铂俄坝杨题幂诸烯阴使威杰痢3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,(1)均匀腐蚀,这种形态的腐蚀在整个表面上产生均匀的腐蚀率，最终结果使金属全面变薄。通常在冷却水系统中它不是最重要的，因为在中性操作条件下能够预测结构材料的腐蚀率。但是为控制pH

12、有时加酸过量能导致全面腐蚀。,渴疟收檀榨桑韧称蛾涛邮桅杖馆拄拣岸删州混怪竭叼崖箱哎鞘历宋苟鸡攻3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,(2)点蚀,一种破坏性大且难以及时发现的腐蚀形态。小孔腐蚀在金属表面上一些小的、分散的部位进行，但总的金属损失是很小的。一般处于钝化的金属，在含有活性阴离子(如氯离子)的介质中，氯离子能优先地、有选择地吸附在钝化膜上把氧离子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔蚀核）。在自腐蚀条件下，在含氯离子的介质中有溶解氧或阳离子氧化剂(如FeCl3)时，能促使孔蚀核长大成蚀孔。蚀孔

13、成为表面上的局部阳极区，围绕阳极的是大阴极，蚀孔不断发展。在蚀孔内部常常产生高浓度的金属氯化物，并水解而产生酸性pH环境，蚀孔内的反应形成自催化反应，最终引起基体金属穿孔。,吩炕桩胞炙灯那豺锣妈尉蛛做鳃舀弦峻交寥叹绳牙仗扛蛤胚夺贵亲虎钮歹3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,蚀孔一般沿着重力方向发展，在水平管道的底侧更经常地发现蚀孔。影响小孔腐蚀的因素包括氧浓度差、金属活性差(电偶腐蚀)、盐浓度差、pH差、流速差、金属表面状态差和温度差等。点蚀深度与大阴极和小阳极的面积比率成正比关系。点蚀系数：点蚀深度对平均腐蚀深度的比率值。,橇亭墩坷摘耘籽榷弧缝脂鸟札通肋

14、烫鸯缨农帛耳膜窝轩绝虾剃姨洋床丫曰3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,疏松垢下的点蚀,诌龙搔拾析速示购知兄阿陇螟醒脂无翱磅硬汲哑切夷橱肄用釜声菲裸汞奋3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（3）侵蚀,是在高流速条件下形成的。分为冲击腐蚀和气蚀两种。冲击腐蚀在高流速和腐蚀环境的条件下，含溶解固形物和悬浮物或所携带的气体含量较高的水中，氧化物的钝化膜常遭受破坏，其腐蚀的特征是形成深的凹坑（最常见的有马蹄状），但凹坑中无腐蚀产物。如换热器管束的入口、节流区、直角弯管及弯头处受水侵蚀最严重。铜及其合金。海军黄铜、铝黄铜和铜镍合金

15、较能抗冲击腐蚀。影响冲刷腐蚀的因素很多，但流速似乎是一个主要因素，另外包括溶解氧、pH、温度和水质。在充气水中的腐蚀随氯离子含量增加和pH降低而增加。,售币查坤之磋萝岩悄牺努距翁蓑点县愈士琉渡列踏莆历烷腊猾驹郝馅痴愿3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,受冲击腐蚀的金属断面,挽芭验烈明航穿炸球腋液鹤砚晌喀帽交湛阉泞幌七珐奄漂仕俘匪湃骗碟等3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,气蚀,气蚀与冲刷腐蚀相似，均是通过机械力损坏金属的外表面。大多数的冲刷腐蚀损坏发生在铜和铝等金属上，而气蚀最常发生在软钢上。虽然冲刷腐蚀通常导致金属表

16、面上形成凹坑，但是受到气蚀侵蚀的金属呈现麻点状外观。当水流到较高压力时,低压区形成的气袋发生破裂,产生很高的冲击压力,破坏氧化保护膜。在流速高、压力变化大，且含溶解气体或渗入气体的水中易发生。溶解氮含量高时会加剧气蚀。在冷却水系统中，在泵叶轮的吸入侧、泵的肘管、管网系统的直角弯管、球阀或闸阀的出水侧、狄塞尔引擎夹套的衬筒上最常发生气蚀。就狄塞尔夹套而言，强烈振动是造成气泡形成和消失的原因。,疽已盅虫房皮谰春叉德慧魂谦钵舱爵翘圣若状梳贮瓶碟盒评涝宙供择拢受3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（4）选择性腐蚀,合金中的某一种元素首先被侵蚀，从合金主体中被浸提出

17、。A.脱锌腐蚀含铜量小于85的黄铜会发生一种特殊的腐蚀形态，称之为脱锌。这种选择性地除去锌，遗留下来的是没有结构强度的海绵状铜的沉积物。表面呈淡红色，而不是黄色。一般认为是铜和锌都溶解，然后铜再沉积。全面受到腐蚀的地方称之为层状脱锌，深的小孔状腐蚀称之为栓状脱锌。铜质的堵塞物时常充满蚀孔，但很多堵塞物从蚀孔中冲洗掉。蚀孔完全穿透管壁是常见的。通过红色的再沉积铜和黄色的黄铜对比容易识别这两种形态的脱锌。,圣课嚷姜含伯旭胚扑鼓妥防浦宫磁永迸站散沈拌茨懈宙袋瞬梳哩姚栅荡最3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,当存在氧的浓度差、低流速、高温、酸性和碱性介质和曝气的水

18、，会加剧这种侵蚀。脱锌有两种：栓式（在高盐水中，涉及面积小，但穿透很深）和层式（面积大且均匀，沿整个金属表面发生）。锌含量在发生脱锌的范围内时，层状脱锌似乎在锌含量较高的黄铜上和酸性环境中发生，栓状脱锌在锌含量较低的黄铜上比较普遍。它最常在碱性、中性、或微酸性环境中发生。一般地说，在滞留或低流速水中发生脱锌，其他影响的因素包括温度升高、水中溶固含量高、表面有多孔无机垢或微咸水。,哩猪顿宫金置藤垮眩辗溃至惩仙悠伊经躬搐龙杂绰邦往帮滑棒扒篡提许郭3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,B.石墨化作用铸铁会选择性地失铁，金属保持一个弱石墨和氧化铁结构。石墨的过电压很

19、低，会由于氧的放出而导致侵蚀蔓延。通常情况下，晶粒边界首先受到侵蚀，然后逐步蔓延。在低pH值、高含量溶解固体、硫化氢气体之类的酸性污染物会加速石墨化作用。C.脱铝腐蚀通常在海水环境中发生。,逛瓷辗庇心君渺木俏篆题柿震磷迟晚味旦涤恤窄考教千炮凛革队查猫纤恋3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（5）电偶腐蚀,当两种不同金属在导电的水中相互接触时，就发生电偶腐蚀。活泼金属的腐蚀往往会发生在活泼金属和比较贵重金属的接触处。如果溶液导电性强，对活泼金属的腐蚀会发生在远离两种金属接触处。电偶腐蚀的强度与相接触的金属相对表面积有关。大阴极和小阴极相联接会加剧电偶腐蚀而引

20、起比较活泼的金属急剧溶解。相反的情况下产生的电偶电流很小。溶液的导电性和温度将加速电偶腐蚀。腐蚀抑制剂有助于降低腐蚀严重性，但常常不能排除电偶腐蚀。在实际应用中，不可能在所有的情况下使用相同的金属。尽管如此，能够采取措施将电偶腐蚀降至最小。宏观电池存在时，所使用的活泼金属面积应该大，而比较贵重的金属面积应该比较小。例如：黄铜阀门应该和钢管组合使用，反过来是不行的。钢螺栓能和铝板一起使用，但是铝螺栓不能和钢板一起使用。,棕自炯软驱俭在己宛捆存嘉搭滋兼但及科寻棋竿膜飘梦妓贮腊讯恍略滑鸟3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（6）腐蚀疲劳,腐蚀疲劳是腐蚀和交变应力

21、共同作用的结果。和应力腐蚀不一样，它对环境没有特定的要求。产生腐蚀疲劳除了四周有腐蚀介质外，还必须有产生交变应力的条件。应力可以是振动、交变热应力、或水锤。振动时常会导致管子间相互摩擦，从而出现磨损的痕迹。在显微镜下，腐蚀疲劳裂纹具有圆的顶端和少许分支，而应力腐蚀裂纹是枝状的并具有细尖的顶端。此外，腐蚀疲劳断裂常常是穿晶的，而应力腐蚀裂纹可能不是晶间裂纹就是穿晶裂纹。,郭瑶欧蛇枫荡矗坯好纽蛤器彬装慕绢缴择叶帜杉呸么谜校骄檀用况诌固刁3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,腐蚀疲劳具有一些明显的特征，这些特征有助于对它的鉴别。疲劳断裂常常只有一种主要的裂纹组成。

22、腐蚀疲劳除了使其断裂的腐蚀疲劳裂纹外还有许多裂纹。疲劳裂纹常常是洁净的，但有时会含有沉积物。氧、pH、温度和离子浓度对腐蚀疲劳皆有作用。这些因素中，有些是可以控制的。腐蚀抑制剂可用来控制腐蚀疲劳。,揪裔脆菠堪瘤锦令臼鞠芝喘旁蛮壕当递话届镰纸栽淆蔽颅浑侈跃告底脯惟3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（7）缝隙腐蚀,缝隙处会聚集侵蚀性离子，产生氧浓差，因而难以达到钝态。侵蚀程度与阳极缝隙的面积和周围的阴极面积的比率成正比关系。要钝化这些区域，要加大腐蚀抑制剂的剂量。要发生隙缝腐蚀，滞流水必须通过一个小的隙缝和本体溶液相接触产生浓差电池。其腐蚀机理与小孔腐蚀相似

23、，由氧浓差电池、氯离子和酸自催化作用而引起。通常具有钝化膜的金属(如不锈钢)对这种腐蚀有较高的敏感性。在发生明显的隙缝腐蚀之前，时常有6个月或1年的滞后期。一旦开始，腐蚀常常很迅速。,捎父嗜乏诗缸矫巴鼓蔽丢区糙泵卞诚税孰孤阔僚知韶羔危讶利灿栈乏款谤3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（8）水线侵蚀,在未充满水的配水系统或热交换器以及各种容器内都有一个三相区：上部是空气，下部是冷却水和金属本身。三相的存在会同时产生充气浓差电池和缝隙腐蚀。在金属和交界的弯月面部分容易发生氧的去极化，这一充满气体的部分成为阴极，而紧挨着它的金属区则为阳极。一般用阴极抑制剂来克服

24、水线侵蚀，但剂量要适当。,般影痰铬主查迪晃缆牵赃蹭超邀读唾浚厨摔衷轩滦约浪邹胜庚甭砂藏靖疼3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（9）应力腐蚀破裂,应力腐蚀破裂是一种特殊的腐蚀破坏形态，它需要腐蚀环境、对应力腐蚀的敏感性、拉应力等三个条件。应力可以是外加应力，也可以是残余应力。两种形式：A.晶间开裂腐蚀 产生于晶粒边界之间；一般出现在阳极晶粒的边界。如奥氏体和马氏体不锈钢的应力腐蚀。金属在制造过程中常处于应力状态，会在垂直于应力方向上开裂。在高温、高氯化物浓度或腐蚀条件的存在，都会促使晶间腐蚀开裂。B.穿晶开裂腐蚀 穿过晶粒。发生在反复承受应力的条件下发生。

25、纯金属抵抗穿晶开裂的能力较强。,汛歧棍琳横演讣渣叫夫习坍疆蠢蹋联粥访擎号捌啼讲啊俏戈蛰册蒙扩歇曳3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,对奥氏体不锈钢而言，由于应力腐蚀破裂而发生断裂时，裂纹常常很多而且分枝，这种破裂一般是穿晶的。此外，产生这种腐蚀形态的特定环境是含有氯离子和氧。温度较低时有助于减少不锈钢应力腐蚀破裂的危险。在150F以下通常不出现应力腐蚀破裂。在奥氏体不锈钢上产生裂纹的地方，应该考虑改用对应力腐蚀破裂不敏感的铁素体不锈钢。在氨或胺存在时，黄铜对应力腐蚀破裂是敏感的。值得注意的是，只需要少量的氨，同时在环境温度下就能发生断裂。通常在含锌量超过2

26、0的黄铜会发生破裂。铝合金虽然不是主要的结构材料，但是在氯离子和氧存在时，再加上应力也会产生破裂。,虹试丛蕾红雅漫挟氮投休犊认爷桨泅盘伦奶预弛怒厢剐裙咒聚蕾橇召烁憨3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,应力腐蚀开裂的裂纹方向,惫吴然谜胺胚嫡菊凝庐袄蚕妄仲蜀燥蓬叛咐硬慑向蹈份孔驳授册泛舟俭盈3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,晶间和穿晶开裂腐蚀图,钉强祭侩馅唾龙帆音示古瘤帅送藤轴跟筋乡纫邯曝荆母沽颐捏筷青煞慎渤3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,4.腐蚀的控制,（1）水质的工艺控制：提

27、高pH、添加难溶性离子（2）涂料（3）电化学保护（牺牲阳极、外加电流阴极保护）（4）选用耐蚀材料（5）添加缓蚀剂,坚唇憋讲椿眉频疚芯俯镶辐物晋竟诣衍攀打仍贵疵搓迭酝小熟沮某瞥呐旭3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,提高pH值,梨瞒束均锑吟琼悬搪蝉榴矗壶狰记瘪补帜降键打积质扁孔卯谨勒扇舒吧冉3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,在没有溶解氧的溶液中，铁的腐蚀电位总是在a线以下。在pH9.5时，铁的自然腐蚀电位处子腐蚀区内，此时铁将发生析氢的腐蚀。随着水pH值的增大，铁的腐蚀电位逐渐接近铁的稳定区，故铁的腐蚀速度将随pH位的

28、增大而降低。在pH9.512.5时，铁的自然腐蚀电位靠近稳定区的边界。此时，铁的电位实际处于Fe-Fe3O4体系的平衡电位，Fe变为Fe3O4，腐蚀速度变得很小。,取铱胰晌波献偏愁佣沛怎漠遗熙浦轴过菌氢邀铡掣殿孜斤验郁夸娩锰淑瘴3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,在有溶解氧存在的溶液中，铁的腐蚀电位与无溶解氧存在时相比明显升高。在pH8.0时，氧虽能使铁的腐蚀电位升高，但还不足以进入钝化区，铁的自然腐蚀电位仍处于腐蚀区内，此时，氧将使铁的腐蚀速度增加。当pH8.0时，氧使铁的表面生成一层-Fe2O3的钝化膜，铁的腐蚀电位升高而进人钝化区内。在水中没有氯离子

29、的情况下，铁将得到保护。因此，在pH=8.0附近，铁的自然腐蚀电位-pH曲线(虚折线)上有一个电位突跃，形成一条折线。在敞开式循环冷却水系统中把冷却水的pH值提高到大于8.0的碱性区域，例如提高到其自然平衡pH值(8.09.5)，对于控制碳钢的腐蚀十分有利。此时，碳钢将易于钝化。,穿截苇钩孔絮泄祝婪其统厦禽买改徊弛郸闷未擒烤蚕远趟采返析稽矮拭注3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,冷却水的pH值对碳钢腐蚀速度的影响,碳钢在冷却水中的腐蚀速度随水pH值的升高而降低。当冷却水的pH位升高到8.09.5时，碳钢的腐蚀速度将降低到0.2000.125mm/a，接近于

30、循环冷却水腐蚀控制的指标（腐蚀速度0.125mm/a。此时应采用碱性冷却水处理方案，仍需要添加缓蚀剂以进一步降低腐蚀率，以满足设计规范的要求。,卉汛殆泞寐穿淹哗头甸捡醉叶我哭哦事笔殊搓豫诛侈愁索旧勾躺甥爵贰蕊3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,添加难溶性离子,在天然水中，一些构成硬度的盐类易与碱度或不溶性阴离子之间的相互作用也能形成难溶性的物质，如CaCO3、Zn(OH)2、Ca3(PO4)2、CaSiO3、Mg(OH)2等.若能有效地控制这些物质的沉积速率，它们极易在金属表面形成一层致密的保护膜，从而抑制了金属的腐蚀。因此，从这个意义上讲，膜与垢存在一定

31、的转化关系。,絮镣琉坤得液园纬跌淹猾咨授秀镜泅垃俺岗匡昧或旧奶矾凸动沏狱酗变索3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,Langelier指数、Ryznar指数、Puckorius指数、推动力指数、侵蚀性指数等指数判断水质是否腐蚀的依据是碳酸钙的析出与否;Larson指数、Casil指数、Riddick腐蚀指数、Pisigan-Singley腐蚀速率计算式中等反映了碱度和钙离子对腐蚀的抑制效应。Harris和Marshall发现冷却水中的结垢趋势是决定铁腐蚀速率的主要因素，而一些有害离子，像Cl-，SO42-则相对要次要。因此在有碳酸钙析出的循环水系统中，腐蚀并

32、不是一个主要的问题。,皮圣射偷跟儒宅灾墅明热龄致斜宇羞拾植筑是薛悬涪坏碳复槛援鳃臣栽侥3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,阳极部位的相对数量和它们的面积大小与水的pH值有很大的关系。当pH值上升时，阳极部位的数量会减少，而面积同时变大。一般认为，在pH值77.4范围内，高碳酸盐硬度的水所产生的碳酸钙保护膜，对控制腐蚀的作用较好。反之，在较高的pH值时，从低硬度低碱度水所产生的碳酸钙保护膜，作用就要差一些。这实际上是说当pH值过高超过7.4时，碳酸钙保护膜的保护作用会差一些，但实际上也有例外的情况。,嚣央底仔泞著协吹沉某美秃凭环显详誓城清稼洞摊粉予屹外肺潦分

33、革绘威3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,为了形成碳酸钙保护膜，就要使溶液中的碳酸钙处于过饱和状态，即饱和指数 pH-pHs0。为了形成一层薄的、致密的保护膜，CaCO3沉积的速度应该慢一些，过快的CaCO3沉积会形成一种较疏松的膜，所起的保护效果比较差。一般的沉积速度是随着过饱和的程度而增加的，但还有其它一些有关因素，如氧化铁和碳酸钙可以形成沉淀的核心而起促进作用，而锌盐则起碳酸钙沉淀的减速作用，聚磷酸盐甚至对过饱和碳酸钙溶液起了沉淀的稳定作用。,碟茶垫青缉秤忍您藏伦融剧猴洽月募躺压忠滁艘拥衙怒镰咕宠我蔷慕底晰3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2

34、循环冷却水处理-腐蚀及其控制,通常从计算方便来考虑，由于饱和指数不能反映碳酸钙沉淀量的多少，为了控制沉淀的速度，可以按结垢指数2pHspHeq6作为控制的最佳条件。由于水原来是腐蚀性的，故饱和指数pHpHs0，结垢指数2pHspHeq6。为了能形成碳酸钙保护膜来控制腐蚀，可通过增加水中Ca2和碱度，使得饱和指数pH-pHs0，结垢指数2pHspHeq6。如在水里投加石灰是增加Ca2和碱度的含量的最经济的办法。石灰的投加量要先用搅拌试验找出一个大致的范围，在按这个量投加后，再观察水中含铁量的变化和保护膜形成的情况，就可以逐渐得出正确的加药量和饱和指数及结垢指数的控制数值。,覆簧贬陕滨焙蓉躇酪境歇

35、潜蛰涪奈缴娩政教滩峙始卤匈煤黎疽番泉们纶以3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,在碳酸钙膜形成的同时要防止严重的结垢，以减少污垢对换热器传热效果的影响。因此，在投加缓蚀剂的同时，再辅以阻垢分散剂，有效地控制膜的厚度23,24，即可收到良好的效果。总之，利用水的硬度、碱度，控制其沉积速率以形成碳酸钙膜，是一个比较经济的防腐方法，具有成膜速度快、与其它类型的保护膜具有良好的协同作用等优点。,顷邪筛籽奈莹坍泽妓崎挡耕示瘦伴勋晰搔泼某滇匈亦兴寇扳剥衅邱每橇逆3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,但这种碳酸钙膜并不是沿着整个管长连续

36、存在的，它开始出现于腐蚀电池的阴极部位，由于阴极有过剩的OH-，OH-与HCO3-反应生成CO32-,CO32-与Ca2+反应生成CaCO3,CaCO3膜的延伸就覆盖了阳极部位，当阳极部位面积不大时，整个腐蚀电极反应就会得到控制，因此是很有效的控制腐蚀的方法。反过来说，当阳极部位面积很大时，由阴极部位延伸过来的保护膜不能把全部面积覆盖住，控制腐蚀的效率就会低一点。,琴霄湿塞胁谷良烷雄哦持产撵扛志堂努恬亏漳适毡奸司句丘弛隆硼狂搪靶3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（2）涂料,A.防腐阻垢涂料的基本组成B.防腐阻垢涂料的作用机理C.常用防腐涂料,买泳企况睡栖

37、婶社川臃万击摄接农士潦淌幽拖洁恩诧寇奋蛙描馅躯蜀篷矩3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,A.防腐阻垢涂料的基本组成,树脂基料:涂料配方中的成膜成分。防腐颜料:填料：改进液体涂料的流动性从涂膜的机械性能、渗透性、光泽和流动性。常用的填料有：重晶石、瓷土(高岭土)和大白粉(CaCO3)等。溶剂：溶剂是用于溶解基料和改善涂料粘度的挥发性液体。如：甲苯、二甲苯、丁醇、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。其他 A.杀生剂(又称杀菌灭藻剂)用于防止霉菌在涂膜上生长而引起涂膜降解或防止海洋生物在涂膜上附着。如偏硼酸钡、氧化锌、氧化亚铜和三丁基氧化锡等。B.颜料分散剂是使

38、颜料和填料均匀地分散于整个液体介质中的物质。它们是一些表面活性剂。,蒜厢娃烘酥霹堰措帮率特骨先扣溃孔违矗棘臼勤蹦眶途杉绷劈知履钥狠竭3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,树脂基料,涂料配方中的成膜成分。可分为转化型和非转化型购大类。转化型涂料是以未聚合或部分聚合的形式而应用的材料，施工于基体上经聚合反应后，它们可以形成固体涂膜；氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯树脂、呋喃树脂、硅树脂、大漆等；非转化型涂料则是以分散或溶解在介质中的树脂基料为基础的。将它们施涂于底材表面上，当分散介质或溶解介质挥发后，它们便在底材表面上留下牢固附着的涂膜。氯

39、化橡胶、乙烯类树脂、沥青等。,符鹅屁麦垄耀岂滨帅撰驻彪场迄弗儿好啡跳沃挟右答刨舰纱实石彰淘囊是3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,防腐颜料,化学防腐颜料有：铬酸锌(ZnCrO4)、四盐基铬酸锌：ZnCrO4.4Zn(OH)2、铬酸锌钾 K2CrO4.3ZnCrO4.zn(OH)2、锌铬黄（其化学成分变动于4ZnO.CrO3.3H2O与4ZnO.4CrO3.K2O.3H2O之间）、磷酸锌Zn3(PO4)2、碱式硅铬酸铅(PbO.CrO3.SiO2)、红丹和锌粉、铝粉等。物理防腐颜料有：氧化铬、铁红和云母氧化铁。,痒殉授风记获断朔蔓浅利亥踏昧复布猛顺傲真阳庸皂

40、浊送吃仗绑申蜜殿弄3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,B.防腐阻垢涂料的作用机理,屏蔽作用:涂料干燥后在金属表面形成一层连续的牢固附着的薄膜。涂层应连续致密牢固。缓蚀作用:防腐颜料在涂层内金属表面的局部浓度可以保持在较高的水平上，从而发挥其缓蚀作用。阴极保护作用:有些涂料中含有大量的电位较负(较活泼)的金属粉末，如富锌涂料。PH缓冲作用:氧化锌能提高冷却水防腐阻垢涂料的pH值,减轻冷却水对碳钢的侵蚀性。抑制结垢:涂膜使冷却水不能与被涂覆的金属表面相接触,水中的成垢离子只能在涂料表面上而无法在金属表面上生成水垢。由于涂膜一般是非极性的有机化合物，而水垢则是一

41、些极性的无机化合物(无机盐类)，因此，水垢与涂膜的结合力就很弱。再加上涂膜表面很光滑，水垢很难在它们上面附着。,尽距邢公瘪狙并吊饱淑敌劲蚂哦揖娶倦遇辆炔果抹诚雄守迁堕嘴柿浮政轰3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,C.常用防腐涂料,环氧三聚氰胺甲醛 环氧酚醛防腐阻垢涂料环氧糠酮树脂改性防腐阻垢涂料环氧漆酚钛防腐阻垢涂料,郝痘吹洛劳寞坠渣镑坪鸵邑啸憨篡垢天戌窖氖雕梳喉夷练埃咙揍恼莽置褥3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,环氧三聚氰胺甲醛,是三聚氰胺和甲醛的缩合产物，在丁醇介质中醚化及缩聚而成，并溶解在过量的丁醇之中。具有较

42、好的耐化学性，涂膜的柔韧性好、颜色浅，光滑致密，抗水汽渗透性好。环氧树脂与三聚氰胺甲醛树脂的质量比在70：30时涂料的性能最好。在不用酸催化时烘烤温度为190一205，烘烤时间为30min。底漆中加有以四盐基铬酸锌和磷酸锌为主的化学防腐颜料和以云母氧化铁、滑石粉为辅的物理防腐颜料。面漆中则加入了三氧化二铬和石母氧化铁作为防腐颜料，加入偏硼酸钡作为杀生刘，以防止涂层被冷却水中的霉菌所破坏。,构敛卤晌拉凋影件敷黍鹊墟歇龟笔妈桂痢具崭妊燃循牙刮萤惕罚零苛振咙3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,环氧酚醛防腐阻垢涂料,环氧酚醛型涂料是以高分子固体环氧树脂和特种补强酚

43、醛树脂反应物作为成膜物质，再加颜料、助剂、溶剂等组成。耐酸碱盐溶液、耐溶剂、耐水、耐油、耐温可达180；该涂料形成的涂层坚硬光滑、抗冲、抗磨。涂料中加入了导热耐磨耐腐蚀的金属颜料，所以它具有优良的导热性和阻垢性。,逝桑叹纫涨邯且脏忽耪颇参噬七蛔肩草伤捻萨衣导茅流秀尝剪阑籍炯旺鼓3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,环氧糠酮树脂改性防腐阻垢涂料,环氧糠酮树脂改性徐料是以环氧糠酮树脂为成膜物，再添加溶剂、金属颜料、增塑剂、固化剂等组成的双组分涂料。该涂料耐酸碱盐溶剂、耐水、耐油，可常温固化，施工方便。对金属附着力强，涂层坚硬，耐温可达150。对酸碱的耐蚀性能尤佳

44、。,逞柄蕴妒稼顺归子稗易媒敛沽绰量扶撮庚参傲泡题反闭鹅华催雨仇陶巾褒3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,环氧漆酚钛防腐阻垢涂料,环氧漆酚钛涂料是以中国生漆为主要原料经与环氧树脂、甲醛、有机钛酸脂反应改性而得的树脂为成膜物，再调配多种颜料而组成的单组分常温或高温固化涂料。该涂料除具有耐酸、碱、水、海水的腐蚀性外，还具备突出的耐热、耐油性能和耐高温性能(耐温可达300)。不但可用在一般水冷器上，而且可用在炼油行业的热油换热器上。,陵惩啤难尚憋擎注贾奋报兴尤源翁颁涉浩抵庄婚仑圈防意洪让致棕钱辰伪3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其

45、控制,（3）电化学保护,阴极保护是籍助于直流电流从被保护的金属周围的电解质中流入该金属，使其电位负移到指定的保护电位范围内，从而使其免于腐蚀的一种方法。由于被保护的金属为阴极，-阴极保护。电化学保护技术在循环冷却水中应用时，一般考虑到整个冷却水系统不采取任何保护措施而只对个别设备进行保护，或已经在冷却水系统采用水处理药剂等保护措施，但个别设备的腐蚀速率仍达不到设定的值。电化学保护可分成：外加电流阴极保护 牺牲阳极式的阴极保护。外加电流阳极保护：由于冷却水不属于氧化性的介质，一般不 宜采用阳极保护技术。,梅凡烦益侥豫嗣翼结锦荆厌湿银腆瘴钾令沙漫牺吉彦缘瘩篷耐固啃农进彼3-2 循环冷却水处理-腐蚀

46、及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,外加电流阴极保护,把用水设备绝缘后连接到直流电源的负极，用钛镀铂、铌镀铂、铅合金、铁合金等等组成的阳极材料进行阴极保护。参考电极：选用Zn电极、Ag-AgCl。安装在电偶作用最大处附近，远离阳极。优点：在冷却水的流速和组成不断改变时，阴极保护电流可以人工或自动调节，以便在整个时间内都能提供充分的保护。参数：阴极保护的电位、阴极保护电流密度：总电流：先计算换热器中水室和管板暴露于水中的总面积，再根据所需的保护电流密度，估算出阴极保护所需的总电流。,弓昂撰隔逞对传弗忠截适娶电嘎砖税桅年熔戳杆似蒂辖吏舀内译宁捶择札3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-

47、2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,牺牲阳极保护,利用浸在冷却水中呈现较低电位的锌、镁和铝合金等金属与被保护金属组成腐蚀电偶，使安装上去的阳极材料腐蚀并定期更换而保护用水设备。选择的牺牲阳极材料应具备：与被保护的金属的电偶序相差甚远，在冷却水中的电位要稳定，腐蚀产物要溶于水，但不污染水，不容易阳极极化，自溶量要小、产出电流要大、电流效率要高、价格要合理，安装拆卸要方便。如锌合金、镁合金、铝合金和软铁等。结构：板状，表面积为0.1-0.2m2。在海水中每个阴极的电阻为0.3-0.5，淡水中为30-50。安装：数量取决于所需的总电流和电流的分布。阳极的消耗速率取决于水温、流速和电阻率。,瑶夕巧懒例康

48、蔚以瞩炸冠僧镐痕敏谅陪漂墟听卵艘杠苯底虎灶偷捷殷鹅蜒3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,（4）选用耐蚀材料,耐蚀金属材料：铜合金、不锈钢、铝等制成的换热器；耐蚀的非金属材料：石墨、搪瓷、玻璃等制成非金属换热器。新型材料换热器：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、氟塑料换热器、聚丙烯换热器等。往往在更为苛刻的条件下满意地工作，解决换热器管束冷却水一侧(例如使用海水作冷却水时)的腐蚀、换热器管束工艺介质一侧的腐蚀、冷却水一侧的腐蚀。,辽为栅董沽得替样份疡京诛君喇拭署竹嗜猪沪伺缺今娃守葬幢忱瞒往娶麦3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其

49、控制3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,一般来说，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，但是其投资较大。氟塑料换热器的耐蚀性很好，又不易结垢，但其适用的温度和压力范围远不如一些常用的金属换热器：聚丙烯换热器的耐蚀性也较好，但不宜应用于氧化性介质，且适用的温度和压力范围比氟塑料换热器更窄：由于强度和导热系数小，塑料换热器不宜制成大型的换热器。采用耐蚀材料制成换热器防止冷却水系统中金属腐蚀，其优点是运行时的技术管理比较简单、方便；缺点是换热器的价格较贵，投资较大。,每否秘渝皮焦却杨怪晶父澈霄老醉猖盎醇依夜醒纷贬烷祥砸这指棍仓杜武3-2 循环冷却水处理-腐蚀及其控制3-2

50、 循环冷却水处理-腐蚀及其控制,聚丙烯,工业生产的等规聚丙烯是一种白色无臭无味的固体，相对密度为0.90-0.91。耐热性高，使用温度范围为+30-140，韧性和耐蚀性都很好其拉伸强度为337-422kg/cm2、弯曲强度为422-562kgcm2、冲击强度为1.07-4.3kgcm/cm2,聚丙烯在聚氯乙烯不能使用的温度(80-120)范围内,仍能作为耐蚀材料使用。聚丙烯换热器的特点 耐蚀性优良：浓磷酸、40的硫酸和盐酸、碱或盐的溶液。不适用于发烟硫酸、浓硝酸和氯磺酸等强氧化性介质。在室温下、聚丙烯几乎不溶于所有溶剂中，但在80以上的高温下芳香烃和氯代烃对聚丙烯有溶涨作用。换热器的换热表面在