工业循环冷却水腐蚀速率模型的研究
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冷却水系统的腐蚀及控制目录1、金属腐蚀的基本知识2、循环冷却水系统的腐蚀因素3、循环冷却水系统的腐蚀控制(缓蚀)1、金属腐蚀的基本知识由于和周围介质相作用,使材料(通常是金属)遭受破坏或使材料性能恶化的过程称为腐蚀。
腐蚀是一种电化学过程,通过腐蚀,一种金属可以恢复到原来自然的状态。
例如:铁的腐蚀过程即是由铁回复到赤铁矿(FeO),磁铁矿(Fe a C4)的状态。
1.1全面腐蚀和局部腐蚀在水中金属的腐蚀是电化学腐蚀,电化学腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀即均匀腐蚀,腐蚀在金属表面上基本均匀地进行。
这种腐蚀不易造成穿孔,腐蚀产物氧化铁可以在整个金属表面上形成,在一定的情况下有保护作用,但也可能形成严重的污垢。
当腐蚀集中于金属表面的某些部位时,称为局部腐蚀。
局部腐蚀的速度很快,往往在早期就可以使材料腐蚀穿孔或龟裂,所以危害性很大。
垢下腐蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀等均属局部腐蚀。
全面腐蚀的阴阳极并不分离,阴极面积等于阳极面积,阴极电位等于阳极电位。
局部腐蚀的阴极阳极互相分离,阴极面积大于阳极面积,但阳极电位小于阴极电位,腐蚀产物无保护作用。
1.2金属腐蚀的电化学过程,碳钢在冷却水中的腐蚀机理金属的腐蚀电化学反应实际是这样的过程:首先是在溶液中的金属释放自由电子(通常把释放自由电子的氧化反应称为阳极反应)自由电子传递到阴极(接受电子的还原反应称为阴极反应);电子再由阴极传递到溶液中被其他物质吸收。
因此腐蚀过程是一个发生在金属和溶液界面上的多相界面反应,同时也是一个多步骤的反应。
由以上叙述中可以看出,一个腐蚀过程至少由一个阳极(氧化)反应一个阴极(还原)反应组成。
碳钢在冷却水中的腐蚀是一个电化学过程。
由于碳钢组织表面的不均匀性,因此,当它浸入水中时,在其表面就会形成许多微小的腐蚀电池。
其腐蚀过程如下:在阳极:Fe—Fe2++ 2e在阴极:Q+ 2H2O+4c—40H在水中:Fe2+ + 2Q4 Fe(QH)2阳极区域Fe不断失去电子,变成离子进入溶液,也即铁不断被溶解腐蚀,留下的电子,通过金属本体移动到阴极渗碳体的表面,与水和溶解在水中的Q起反应生成QH离子。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要:工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程,生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率,循环水的再利用将产生盐分积聚的问题,这些问题会污染并损坏热交换器,降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词:工业循环水系统;结垢;腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注,有效降低管线中的结垢速率,实现持续的稳产高产,已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力,提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水,冷却水在对设备降温的同时,其自身温度也在不断上升,有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上,这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁,从而造成设备换热效果差,而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门,导致水流阻力增加,设备壁厚被腐蚀减薄,另一方面会造成垢下腐蚀,甚至穿孔,必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修,增加了管线维护费用,严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质,有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多,也最不稳定,容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时,当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时,溶解在水中的CO2会逸出,水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO2-3当水中溶解有氯化钙时,还会产生置换反应。
CaCl2+CO2-3=CaCO3↓+2Cl-当水中溶解有磷酸盐时,磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3-4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中,水分不断蒸发而浓缩,浓缩倍数提高,原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加,当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出,形成水垢。
循环水腐蚀速率国标计算摘要:1.循环水腐蚀速率国家标准的重要性2.循环水腐蚀速率的测量方法和指标3.循环水腐蚀速率国家标准的具体内容4.循环水腐蚀速率对生产设备的影响5.如何降低循环水腐蚀速率正文:循环水腐蚀速率国标计算是工业生产中一个非常重要的环节。
腐蚀是指金属在氧气和水的作用下发生氧化还原反应,导致其性能和结构发生变化,进而产生损伤和破坏。
循环水腐蚀速率指的是金属在循环水中的腐蚀速度,它直接影响到设备的使用寿命和生产效率。
因此,对循环水腐蚀速率进行国家标准计算,可以为工业生产提供重要的参考依据。
循环水腐蚀速率的测量方法和指标有很多,其中最常见的是重量法、电化学法和光学法等。
这些方法可以测量循环水中金属的腐蚀速度,从而为工业生产提供重要的数据支持。
此外,循环水腐蚀速率的测量指标还包括腐蚀深度、腐蚀面积和腐蚀速率等,这些指标可以全面地反映循环水的腐蚀状况。
循环水腐蚀速率国家标准的具体内容主要包括以下几个方面:一是循环水的水质标准,包括pH 值、溶解氧、氧化还原电位等;二是循环水系统中微生物控制指标,包括异养菌、真菌、硫酸盐还原菌和铁细菌等;三是冷却循环水系统腐蚀速率,包括碳钢、铜合金和不锈钢等材料的腐蚀速度;四是冷却循环水系统污垢热阻值;五是冷却循环水系统中粘泥量等。
循环水腐蚀速率对生产设备的影响是非常显著的。
腐蚀会导致设备表面的损伤和脱落,进而影响到设备的使用寿命和生产效率。
严重时,还会导致设备的泄漏、爆炸等安全事故。
因此,对循环水腐蚀速率进行国家标准计算,可以为工业生产提供重要的参考依据,从而有效地保护设备的安全运行。
如何降低循环水腐蚀速率呢?首先,要控制循环水的水质,包括pH 值、溶解氧、氧化还原电位等;其次,要控制循环水系统中微生物的数量,减少其对金属的腐蚀作用;第三,要选用耐腐蚀的材料,例如不锈钢、铜合金等;第四,要对设备进行定期的防腐蚀涂层处理;第五,要定期对循环水系统进行清洗和维护,以去除污垢和粘泥等。
不锈钢及碳钢在工业循环冷却水中腐蚀行为的研究
的开题报告
题目:不锈钢及碳钢在工业循环冷却水中腐蚀行为的研究
一、研究背景
工业循环冷却水在循环使用过程中,不稳定的温度和化学环境会导
致金属管道、设备、阀门等零部件发生腐蚀,进而影响系统的可靠性和
安全性。
其中,不锈钢和碳钢是工业中应用最广泛的金属材料,在循环
冷却水中腐蚀行为的研究对于提高系统的稳定性和安全性具有重要的意义。
二、研究目的
本研究旨在探究不锈钢和碳钢在工业循环冷却水中的腐蚀行为及其
机理,为工业冷却系统的设计、优化和改进提供数据支持和科学依据。
三、研究内容
1. 确定实验所用的工业循环冷却水样品,并进行物理化学指标测试。
2. 选择不锈钢和碳钢等常用金属材料进行试验,制作试样并进行大
气条件下的静态腐蚀试验。
3. 在工业循环冷却水中采用动态腐蚀试验,检测不锈钢和碳钢的腐
蚀速率并比较两种材料的腐蚀性能。
4. 结合表面形貌分析、元素分析和组织结构分析等手段,对试样腐
蚀机理进行深入研究和分析。
5. 建立不锈钢和碳钢在工业循环冷却水中的腐蚀模型,为工程应用
提供参考依据。
四、研究意义
本研究将为工业冷却系统的材料选择、设计和运营提供科学依据和技术支持,具有重要的工程实际意义。
同时,本研究所得到的结论和方法也可在其他领域的金属材料腐蚀研究中得到应用和推广。
题目:浅谈工业循环冷却水的腐蚀及处理姓名:贾双奇学号:0704130230所在系:化学工程系专业年级:P07应用化工技术2班指导教师:赵世霞职称:讲师二O一O 年六月一日摘要循环冷却水在使用之后,水中的Ca2+、Mg2+等离子,溶解固体和悬浮物相应增加,空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄漏等,均可进入循环冷却水,使循环冷却水系统中的设备和管道腐蚀、结垢,造成换热器传热效率降低,甚至使设备管道腐蚀穿孔。
要解决循环冷却水系统中的这些问题,必须进行合理的治理。
循环水处理技术能够很好地解决循环冷却水所带来的危害。
本论文主要研究的就是在循环冷却水系统中,冷却水在循环系统中产生的腐蚀的问题与循环水在循环系统腐蚀的成因,及抑制循环水腐蚀两种有效的方法。
关键词: 循环水,冷却,腐蚀,抑制目录一、循环冷却水系统 (1)1、循环冷却水系统分类 (1)2、循环水系统产生的问题 (1)二、循环冷却水的腐蚀 (1)1、循环冷却水腐蚀的成因 (2)2、循环冷却水腐蚀的抑制 (2)三、结束语 (3)四、参考文献 (4)五、致谢 (5)一、循环冷却水系统化学工业、石油工业、冶金工业及建筑的空调系统中常需要将热工艺介质进行冷却,水的特性很适合用作冷却介质,工业冷却水通过换热器(或称热交换器、水冷却器、水冷器)与工艺介质间接换热,热的工艺介质在热交换中降低温度,冷却水被加热温度升高,工业冷却水的用量往往很大,在化学工业许多企业中占到工业用水总量的90%~95%以上。
1、循环冷却水系统分类循环冷却水系统包括敞开式和密闭式两种类型。
密闭式冷却已逐渐被淘汰。
敞开式循环冷却水系统,由于在循环过程中要蒸发掉一部分水,还要排出一定的浓缩水,故要补充一定的新鲜水,以维持循环水中的含盐量或某一离子含量在一定值上。
比较起来,循环水的补充水量是很有限的,一般只是直流水的四十分之一左右。
2、循环水系统产生的问题冷却水在循环使用过程中,容易带来以下三个问题:(1)水在冷却塔内和空气充分接触,使水中的溶解氧得到补充,所以循环水中的溶解氧总是饱和的。