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冷却水问题探讨一般冷却水常引起的危害有三种，即腐蚀( corrosion ) 、水垢(scale)、淤泥之沉积( deposition ) 及微生物 ( slime )，兹将其发生原因及控制方法分述如下： 1、腐蚀!腐蚀发生原因:金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属毁坏之现象。
最主要的腐蚀问题是由氧气所引起的，冷却水于冷却水塔中与空气密切接触，水中溶氧高达 8～10 ppm 极易促成腐蚀。
a.铁材质与水中氧气作用而腐蚀，其反应如下：氧气所引起的腐蚀呈点蚀( pitting ) 状态有愈深之倾向(如下图)， 若未有效抑止可能穿透管壁而造成穿孔、泄漏。
点蚀是最具腐蚀破坏力之一，并且也是最难在实验室预测得知。
b.当微生物繁殖时，其微生物体的分泌物与冷却水有机物、无机物聚积而形成的黏泥，沉积在系统中时，将造成沉积下腐蚀。
沉积物上下界面因溶存氧浓度不同将会造成氧浓淡电池( Oxygen concentration cell)于沉积物下发生严重之腐蚀现象。
图 : pitting 会导致设备快速破损c.两种不同金属互相接触时，因金属间电位差造成流电腐蚀(galvanic corrosion), 例如热交换器之铜管与碳钢端板，其接触部份的钢铁材质会因此加速腐蚀。
双金属之间的电位差会因金属接触而造成流电腐蚀,但工业上也时常运用此原理来做防蚀方法,此方法称之为牺牲阳极。
双金属腐蚀d.其它影响腐蚀的因素尚有pH、间隙、溶解盐类、温度、流速等。
!腐蚀控制方法:腐蚀之控制不外是改变系统金属材质，就是改变系统环境。
改变系统材质将是一很大成本花费，而且并不是百分之百可以防止腐蚀发生。
然改变系统环境是目前广泛被用到控制腐蚀的方法。
在水系统内，有三种方式改变水中环境来有效抑制腐蚀；用水中自然存在之钙离子及碱度，在金属表面上形成碳酸钙保护膜。
利用化学或机械方法将溶存于水中之氧气去除。
加入腐蚀抑制剂 。
如上所云，加入腐蚀抑制剂亦是一个简便而有效的方式。
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。
循环水站操作规程编写：审核：审批：第一章概述装置在生产运行过程中，往往会产生大量热量，使生产设备或产品的温度升高，因此必须及时进行冷却，以免影响到生产的正常进行和产品的质量。
循环水系统的主要任务是为生产装置提供合格的适宜的冷却水，以对设备和产品进行冷却，同时最大限度的节约水资源。
第二章工艺原理与流程第一节水质处理原理及方法敞开式冷却水系统碳钢管线以及换热器在与水长期接触后，在溶解氧的作用下会发生点化学反应，使碳钢遭受腐蚀；为了抑制碳钢腐蚀的过程，投加有机膦酸盐类型的缓蚀剂，该缓蚀剂循环冷却水系统中因为水不断蒸发浓缩，水中容易造成沉淀物析出，即水垢，为抑制水垢，在循环水系统中投加阻垢剂，封锁阳离子，抑制其与阴离子反应，而防治结垢。
阻垢剂与缓蚀剂型号为ZH521KS-1，主要成分为膦酸盐、磷羧酸、磺酸盐共聚物等，可以起到很好的缓蚀和阻垢效果。
对于细菌和藻类的生长繁殖的抑制，主要通过投加氯气和非氧化性杀菌剂来完成。
第二节流程叙述循环水池中的冷却水经过循环水泵加压至0.3～0.6MPa输送至循环给水线，经过生产装置的冷却换热设备将物料冷却，同时冷却水被加热温度升高后由循环回水线流回凉水塔，经过邻水装置自上而下与自外向里的空气换热，使40℃的回水降至32℃以下流入循环水池进入下一个循环。
为了控制循环水的浊度，设置了无阀过滤器作为旁滤池，大约有？方米的回水经过旁滤池过滤后再进入循环水池。
冷却水在系统内总水量应保持一定的状态运行，因此应对系统进行自动补水。
进入循环水池的补充水线根据循环水池的液位自动补水，以控制系统总水量的平衡。
通过加药装置将阻垢缓蚀剂送入循环水池中，以解决循环冷却水中结垢、污垢和腐蚀问题；通过真空加氯机送入循环水池中一定量的液氯，来杀菌灭藻，防止菌藻的生长繁殖。
第三节主要工艺技术指标第四节加药方法与用量1、缓蚀阻垢剂ZH521KS-1加入法：采用加药装置，通过计量泵加药，运行时，每天测定一次循环水中的有机磷含量(1.5 ~3mg/L)，按定量补充水量设定计量泵控制旋钮在一固定位置，并根据水质分析报告做适当调整。
设备运维循环冷却水的腐蚀与防护王志（中国石化燕山石化东方有机化工厂，北京100000）摘要：循环冷却水作为传统冷却介质，在化工生产中起着重要作用。
但长周期运行中，循环冷却水会产生一定腐蚀性，对系统内换热器等设备造成腐蚀破坏。
根据循环冷却水的工艺特点及标准，分析腐蚀影响因素，制定防护措施，从而降低或抑制系统腐蚀，保证系统安全、工艺稳定。
关键词：循环冷却水；腐蚀；影响因素；防护措施1循环冷却水系统简介循环冷却水[1]是通过换热器交换热量或直接接触换热实现对高温介质的撤热降温，简称：循环水。
吸收热量后的热水，经冷却塔冷却后进入水池，再通过循环泵加压返回系统，实现循环使用。
循环水系统主要由冷却塔、循环水池、循环水泵、旁滤系统、加药系统、控制仪表系统及管道、阀门等组成。
循环水一般呈中性或弱碱性，pH值在7-9.5。
循环水系统大体分为敞开式和密闭式。
敞开式冷却系统内冷却塔与大气直接接触，为了提高降温效率，冷却塔内常配备轴流风机。
密闭式冷却系统中热水与冷水均不与大气接触，密闭循环运行，降温主要依靠冷水机组完成。
2腐蚀机理与标准金属在与周围介质接触和相互作用，发生物理、化学、生物反应，使金属遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。
循环水长周期运行后，系统中腐蚀类型主要包括：化学腐蚀，电化学腐蚀和微生物腐蚀。
腐蚀形式一般有：均匀腐蚀、电偶腐蚀、点腐蚀、侵蚀、选择性腐蚀、垢下腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等。
①循环水加药系统使用浓硫酸或盐酸调节水质酸碱稳定。
加酸点周围pH值较低，接触管道和阀门易造成化学腐蚀；另外，循环水系统杀菌灭藻处理时，冲击投加强氧化剂，如：氯气、强氯精等，该类物质溶解进入水中，同样易造成化学腐蚀。
②循环水系统中主要设备及管道采用碳钢材质材质，由于碳钢材料表面的粗糙不均，含碳量高，溶解少量氧气的循环水流经后，碳钢材料内的铁、碳与材料表面的电解质溶液形成了原电池环境，导致电化学腐蚀的发生。
这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀而遭损坏。
循环水水质控制指标及说明1、在25℃时 pH=7.0 的水为中性，故 pH=7.0-9.2 的水大概上属于中性或微碱性的范围；冷却水的腐化性随 pH 值的上涨而降落；循环水的 pH 值低于这一范围时，水的腐化性将增添，造成设施的腐化；循环水的 pH 值高于这一范围时，则水的结垢偏向增大，简单惹起换热器的结垢。
2、悬浮物 : ≤ 10mg/L悬浮物会吸附水中的锌离子，降低锌离子在水中的浓度；一般状况下，循环冷却水的悬浮物浓度或浊度不该大于 20mg/L,当使用板式、翅片管式或螺旋板式换热器时，悬浮物浓度或浊度不宜大于 10mg/L。
3、含盐量 : ≤ 2500mg/L含盐量也可经过电导率来间接表示，天然淡水的电导率往常在50-500μS/cm；电导率与含盐量大概成正比关系，其比值1μS/cm的电导率相当于的含盐量；在含盐量高的水中，Cl-和 SO42-的含量常常较高，因此水的腐化性较强；含盐量高的水中，假如Ca2+、Mg2+和 HCO3-的含量较高，则水的结垢偏向较大；投加缓蚀剂、阻垢剂时，循环冷却水的含盐量一般不宜大于2500mg/L。
4、Ca2+离子： 30≤ X≤ 200mg/L从腐化的角度看，软水虽不易结垢，但其腐化性较强，所以循环水中钙离子浓度不宜小于30mg/L；从结垢的角度看，钙离子是循环水中最主要的成垢阳离子，所以循环水中钙离子浓度也不宜过高；在投加阻垢分别剂的状况下，钙离子浓度的高限不宜大于200mg/L。
5、Mg2+离子：镁离子也是冷却水中一种主要的成垢阳离子，循环水中镁离子浓度不宜大于60mg/L 或 2.5mmol/L（以 Mg2+计）；因为镁离子易与循环水中的硅酸根生成类似于蛇纹石构成的不易用酸除掉的硅酸镁垢，故要求循环水中镁离子浓度遵照以下关系： [Mg2+](mg/L)*[SiO2](mg/L)<15000，式中 [Mg2+]以 CaCO3 计， [SiO2]以SiO2计。
论循环水中铁离子有效控制摘要：针对电石炉循环水铁离子偏高进行分析，铁离子是反应循环水中腐蚀情况的一项重要指标，如何更好的通过排污进行控制循环水铁离子的含量，循环水系统铁离子的高低与补充水铁离子、浓缩倍数、碱度控制范围的关系。
关键词：循环水、铁离子、补充水、排污引言：电石炉循环水采用闭式冷却水系统，封闭式冷却水系统中，冷却水不暴露于空气中，水量损失很少，水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化。
但是循环水管道内壁的压力冲刷，带有铁屑；循环水中溶解盐类的不断浓缩，工艺介质对水质的污染等原因引入铁离子。
1.超标的危害循环水系统中大多数的设备是碳钢结构的，又因为种种原因，碳钢的金属表面并不是均匀的。
当它与循环水接触时，会形成许多微小的腐蚀电池（微电池）。
其中活泼的部位成为阳极，腐蚀学上称为阳极区；而不活泼的部位则成为阴极，腐蚀学上称为阴极区。
在阳极区，碳钢氧化生成亚铁离子进入水中，并在碳钢的金属基体上留下两个电子。
与此同时，水中的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子，还原为OH－。
当亚铁离子和氢氧根离子在水中相遇时，就会生成Fe(OH)2沉淀。
循环水系统中的金属设备有各种泵、管道、阀门、冷却塔盘管等。
由于盘管腐蚀后更换的费用较大，更重要的是由于盘管管壁腐蚀穿孔和泄漏造成的经济损失更大。
2.超标的原因循环水长时间运行未及时排污，补充水水质不达标，电石炉回水温度较高、加药不规范，备机切换造成的水流波动等多方面原因导致铁离子超标。
2.1 系统清洗预膜不充分对于新投运或经历停水检修的循环冷却水系统来说，设备和管道在安装、检修过程中，难免会有碎屑、杂物和尘土留在系统之中，有时冷却设备的锈蚀和油污也很严重，这些杂物和油污如不清洗干净，将会影响下一步的预膜处理。
老系统的冷却设备还常有垢、粘泥和金属腐蚀产物，严重影响设备寿命和换热效率。
因此，清洗工作做的好，对新系统来说，可以提高预膜效果，减少腐蚀和结垢的产生；对已投产的老系统来说，可以提高换热效率，改善工艺操作条件，保证长的生产周期，降低能耗和延长设备寿命。
循环水腐蚀速率国标计算【原创版】目录1.循环水腐蚀速率国家标准的背景和意义2.循环水腐蚀速率的计算方法和指标3.循环水腐蚀速率国家标准的具体内容4.循环水腐蚀速率对设备和系统的影响5.如何遵守循环水腐蚀速率国家标准并进行有效控制正文循环水腐蚀速率国标计算循环水腐蚀速率国家标准的背景和意义循环水腐蚀速率是指在特定条件下，金属材料在循环水中的腐蚀速度。
腐蚀是金属在氧气和水的作用下发生氧化还原反应，导致金属逐渐损耗的过程。
循环水腐蚀不仅会对设备和系统造成损坏，还会对生产过程产生影响，因此，对循环水腐蚀速率进行标准化管理具有重要意义。
循环水腐蚀速率的计算方法和指标循环水腐蚀速率的计算方法通常采用重量法、电化学法和尺寸法等。
重量法是通过测量腐蚀前后金属的质量变化来计算腐蚀速率；电化学法是通过测量金属在循环水中的电位和电流密度来计算腐蚀速率；尺寸法是通过测量腐蚀前后金属的尺寸变化来计算腐蚀速率。
循环水腐蚀速率国家标准的具体内容我国的循环水腐蚀速率国家标准是《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-95) 和《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)。
这些标准规定了循环水腐蚀速率的控制指标，包括碳钢、铜和不锈钢等材料的腐蚀速率限制。
循环水腐蚀速率对设备和系统的影响循环水腐蚀速率过高会导致设备和系统损坏，影响生产正常运行。
腐蚀产生的锈屑和污垢会降低循环水的流动性能，增加设备运行阻力，降低热交换效率，严重时还会导致设备穿孔、泄漏等安全事故。
如何遵守循环水腐蚀速率国家标准并进行有效控制为了遵守循环水腐蚀速率国家标准并进行有效控制，企业应采取以下措施：1.建立循环水处理管理制度，定期对循环水进行化学分析和微生物检测，确保水质符合国家标准；2.选用耐腐蚀的材料和设备，提高设备的抗腐蚀能力；3.采用有效的腐蚀防护措施，如阴极保护、涂层保护等；4.定期对设备进行检修和保养，及时更换损坏的部件，确保设备运行安全可靠。
工业循环冷却水系统的水质问题与稳定处理水是吸收和传递热量的良好介质，常用来冷却生产设备和产品。
工业生产过程中，往往会产生大量热量，使生产设备或产品温度升高，必须及时冷却，以免影响生产的正常进行和产品质量。
但在循环冷却水系统实际运行中，由于循环冷却水的温度、盐份、pH值等均适合微生物的繁殖和水垢的生成，若不加以控制，微生物繁殖将导致粘泥堵塞热交换器，而水垢也会影响输送管线的流量，并且在粘泥沉积的地方会产生垢下腐蚀。
在外界条件（如温度、流速、浓度）改变时，循环冷却水水质多表现为不稳定的状态，极易产生金属材质腐蚀、设备表面结垢、粘泥沉积与微生物滋生等三类问题。
如不进行科学的水处理，势必会引起管道堵塞、腐蚀泄漏、换热效率降低等一系列问题，对系统设备和管道造成损坏或非计划性停机停产。
一、循环冷却水系统存在的问题循环冷却系统虽然包括许多组成部分，但循环冷却水处理的目的则主要是为了保护换热器免遭损害。
为了达到循环冷却水所需要的水质指标，必须对腐蚀、沉积物和微生物三者的危害进行控制。
由于腐蚀、沉积物和微生物三者相互影响，故必须采取综合处理方法。
为便于分析问题，先分别进行讨论。
1 腐蚀控制（1）碳钢材质与水中的氧气作用而发生腐蚀，会发生下列反应即铁锈的生成：Fe + O2 + H2O= Fe(OH)3↓（2）有害离子引起的腐蚀2-离子浓度较循环水在浓缩过程中，各种盐类的浓度相应增加，当Cl-和SO4高时，会使金属表面保护膜的防腐性能降低。
尤其是Cl-的离子半径小、穿透性强，容易破坏金属表面的保护膜增加其腐蚀反应的阳极过程速度，引起金属的局部腐蚀。
（3）两种不同的金属接触时，因金属间电位差而造成电池腐蚀，例如热交换器的铜管与碳钢端板，其接触部分的钢铁材质会因此加速腐蚀。
（4）水中微生物的滋生也会产生细菌性腐蚀，如硫酸还原菌、铁细菌等。
（5）其它引起腐蚀的影响因素有：pH值、溶解的气体、温度、流速等。
2 沉积物控制在循环冷却水系统中，所溶解的重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到饱和状态，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，水中盐份溶解平衡遭到破坏，会发生下列反应即水垢的生成：Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O生成的CaCO3水垢沉积在换热器的传热表面，形成一层硬垢，导热性能很差，严重影响换热效率。
中央空调循环水系统的腐蚀与结垢原理(二)魏能姜上海瑞靖环境技术发展有限公司摘要：本文叙述了中央空调循环水系统腐蚀与结垢产生的原理。
关键词：中央空调、循环水系统、腐蚀、结垢、原理多年来，我们对中央空调用水情况作了广泛的调查，综合起来看，现中央空调水系统的用水分为三类，即未经过任何处理的自来水、软化水和去离子水。
水中对设备主要产生影响的因素分别为碱度、PH值、Cl-、氧含量等。
自来水因地区不同而水质变化较大，在水的循环过程中，硬度和碱度是造成结垢的主要因素，而Cl-、低PH值、溶解氧是造成腐蚀的罪魁祸首。
一、中央空调循环水系统的腐蚀中央空调系统管道材质以无缝钢管、镀锌管为主，有些采暖系统管道采用铜管，变风量器及风机盘管水管道以黄铜、铜为主。
对于这样一种由多种金属组成的系统极易发生电化学腐蚀。
它主要有以下几种方式：１、由于不同金属组合在一起而引起的电偶腐蚀。
不同的金属或元素具有不同的标准电极电位，而循环水中又含有多种盐类，导电性较强，这样这些具有不同电极电位的金属相互接触而形成了腐蚀电池。
例如换热部件（变风量器、风机盘管、冷凝器、蒸发器）内黄铜管和碳钢管板或镀锌管的连接，镀锌管和无缝钢管的连接。
电极反应过程如下：阳极过程：Fe－2e→Fe2＋阴极过程：Cu2＋＋2e→Cu电偶腐蚀的结果使得电位较低的金属如铁遭受腐蚀。
２、由溶解氧而引起的腐蚀中央空调的冷却水系统常采用敞开式循环冷却水系统，这种系统由于气、水直接进行热交换，溶解氧始终处于饱和状态。
冷媒水或热媒水系统虽采用封闭式循环但由于管路复杂，当为清洗或更换阀门等目的而把系统内的水排空后，空气势必要进入整个系统，其中某些横的支管及风机盘管内的空气很难在系统补水时排出。
开启循环泵后这部分“空气柱”被循环水裹着流经水泵时被高速旋转的叶轮“切碎”呈“乳化”状态。
一些设计不是很合理的中央空调系统冷媒水（热媒水）取样口流出的水经常呈乳白色，可明显地看到气泡逸出，当放置一段时间后水样变清。
工业冷却循环水系统存在问题及解决方案一、循环冷却水的水质标准(GB50050-1995)：1.《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-951）1)冷却循环水系统中微生物控制指标异养菌< 5×105个/ml 2次/周真菌< 10个/ml 1次/周硫酸盐还原菌< 50个/ml 1次/月铁细菌< 100 个/ml 1次/月2）冷却循环水系统腐蚀速率★碳钢换热器管壁的腐蚀速度小于0.125 mm/a★铜合金和不锈钢的腐蚀速度小于0.005 mm/a3）冷却循环水系统污垢热阻★敞开式:水侧管壁的年污垢热阻值为: 2×10-4～4×10-4m2hc/kcal★密封式:水侧管壁的年污垢热阻值为: 1×10-4 m2hc/kcal4)冷却循环水系统中粘泥量<4 ml/m3 （生物过滤网法）1次/天<1 ml/m3 （碘化钾法）1次/天二、工业冷却循环水系统存在的问题工业冷却循环水系统存在的问题：冷却水一般占工业用水的80%以上。
根据冷却循环水是否与大气直接接触冷却可将冷却循环系统分为敞开式循环系统和密闭式循环系统。
工业冷却水系统一般为开式循环系统（如逆流式和横流式冷却塔），冷却塔内空气与水进行充分的接触。
大气中尘埃不断混入水中,造成菌藻滋生；由于冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污垢，造成管网堵塞；另外系统内只安装普通的过滤装置，不能完全去除这些杂质，导致水的电导率增加，造成管道腐蚀；冷却水经过被冷却设备时温度上升，水中的钙、镁离子溶解度发生变化会在形成水垢。
降低了换热效率，影响系统正常工作。
所以，冷却循环水存在的主要问题是水垢、污垢、腐蚀、菌藻、管网腐蚀和浓缩倍数的控制。
三、工业冷却循环水系统存在问题之水处理方案1、以往的解决方案采用电子水处理器配合普通过滤设备的方法由于普通过滤设备的过滤精度非常低，一般在10～15目，只能去除树叶等大颗粒物体，工业冷却循环水系统内的杂质除了少数大颗粒杂质外，主要由空气中的尘沙、铁锈、粘泥等细小的悬浮物组成，普通过滤设备对这些悬浮物的过滤效率几乎为零。
循环水系统中金属的腐蚀及其控制第一节冷却水中金属腐蚀的机理工业冷却水系统中大多数的换热器是由碳钢制造的。
为此，我们以碳钢作为金属的代表，讨论金属在水中腐蚀机理。
一、液滴试验当用一滴含有铁锈指示剂（ferroxy-indicator）（酚酞+高铁氰化钾）的氯化钾溶液滴在一块已用砂纸打磨光亮的碳钢试片表面上时，如果氯化钾溶液中含有溶解氧，则可以看到，在淡黄色液滴下面的碳钢表面上将出现许多蓝色的小点。
开始时，这些蓝色小点的分布没有什么规则；过了一段时间后，淡黄色的溶液逐渐变为桃红色，而蓝色沉淀则将集中在液滴的中部；随着时间的推移，桃红色和蓝色逐渐加深；最后溶液仍保持桃红色，但液滴中部的蓝色沉淀则逐渐转变为黄色沉淀。
在这一试验中，液滴中部的碳钢表面产生蓝色沉淀说明，在腐蚀过程中，水中的碳钢被氧化成亚铁离子而发生了腐蚀；而液滴四周的溶液变成桃红色说明了从空气中进入液滴内水中的氧被还原生成了OH-。
由此可见，在有溶解氧存在的中性水或中性水溶液中，金属腐蚀是一个氧化还原过程。
在这个过程中，金属（例如铁）发生氧化，氧则发生还原。
但是这个氧化还原过程有一个特点：金属的氧化反应发生在一处（阳极区），氧的还原反应则发生在另一处（阴极区）。
因此，金属的腐蚀是一个电化学过程。
此时，阳极区、阴极区、水溶液三者构成了一个腐蚀电池。
二、冷却水中金属腐蚀的机理由于种种原因，碳钢的金属表面并不是均匀的。
当它与冷却水接触时，会形成许多微小的腐蚀电池（微电池）。
其中活泼的部位成为阳极，腐蚀学上把它称为阳极区；而不活泼的部位则成为阴极，腐蚀学上把它称为阴极区。
在阳极区，碳钢氧化生成亚铁离子进入水中，并在碳钢的金属基体上留下两个电子。
与此同时，水中的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子，还原为OH-。
这电极反应可以表示为在阳极区在阴极区↓当亚铁离子和氢氧根离子在水中相遇时，就会生成Fe(OH)2沉淀，如果水中的溶解氧比较充足，则Fe(OH)2会进一步氧化，生成黄色的绣FeOOH或Fe2O3•H2O，而不是Fe(OH)3。
供热系统外网循环水的腐蚀及控制摘要：热网换热器的泄漏会造成机组水质劣化并引起严重事故，热网循环水水质不合格是造成换热器腐蚀泄漏的重要原因之一。
根据本单位供热系统材质及实际水质情况，选择合适的水处理工艺，并控制热网循环水pH至合理范围，减轻对供热换热器及系统的腐蚀，是保护供热系统安全的一项重要工作之一。
关键词：供热系统；外网循环水；腐蚀及控制引言造成供热系统腐蚀的主要因素是过量的溶解氧和氯离子等腐蚀性离子。
外网循环水由于水量大，补充水没有或未投运除氧器等原因，控制水中溶氧较为困难，提高 pH 来防止腐蚀较为可行。
一、浅谈供热系统腐蚀的原因电厂为城市热网循环水补水多采用一级反渗透产水，也有生水或软化水。
反渗透设备脱盐率正常时，硬度等指标容易合格，但反渗透设备对气体没有去除能力，反渗透产水的溶解氧处于饱和状态。
一些热电厂设计有除氧器，后改的供热机组有些没有设计除氧器，补充水未经除氧补入热力循环系统，氧腐蚀严重。
反渗透产水由于去除二价离子较一价离子效率高，产水中一价离子对金属的腐蚀也更强。
（一）氧腐蚀是供热系统的主要腐蚀之一随着水温的升高，氧腐蚀速度增加，当水温在80℃时，钢铁在敞开体系中氧腐蚀速度最大。
低于80℃时，溶液温度升高，使溶液粘度降低，扩散系数增加而加快腐蚀。
高于80℃时溶氧在溶液中的溶解度随温度升高而降低，从而使腐蚀速度降低。
供热外网循环水工作温度正在氧腐蚀的最大腐蚀区间之内。
（二）水的pH值是影响腐蚀主要原因在低pH值下，氧腐蚀更加严重。
资料表明，将热网水的pH提高到10.5以上，碳钢、不锈钢就基本不腐蚀，并与水中溶解氧含量无关。
当pH在10~13的范围内，腐蚀速度下降，在这个pH范围内，钢的表面能生成较完整的保护膜，从而抑制了氧腐蚀。
当pH大于13时，由于腐蚀产物变为可溶性的HFeO2-，腐蚀速度再次上升。
1.3水中含有不同离子对腐蚀速度影响差别很大水中有些离子有钝化作用，有些离子有活化作用。
低流速下的循环水腐化1、大要德司达（南京）染料有限公司某冷却器采用冷冻盐水冷却循环水，以满足下一工序适合温度的冷却需要。
该冷却器冷冻盐水进口温度约 -18℃，走管程；冷却水走壳程，冷却后出口温度约 3-5℃。
冷却器 20#碳钢管直径为 25mm，壁厚为2mm，管长 3m。
该冷却器服役使用约 1 年后，出现了穿孔泄漏，打开后发现管外壁多处发生点蚀，只能报废更换。
2、原因解析从腐化形态来看，应属于铁细菌腐化，铁细菌是一类生活在含有高浓度二价铁离子的池塘、湖泊、温泉等水域中，能将二价铁盐氧化成三价铁化合物，并能利用此氧化过程中产生的能量来同化二氧化碳进行生长的细菌的总称。
这些微生物分别属于不同样类群，有的是兼性自养型，如纤发菌（L eptothrix）、泉发菌（ Crenothrix），为成串的杆状细胞互相连成丝状，外面包有共同的鞘套，在细胞内或鞘套上常有铁等金属积累。
有的是严格化能自养Thiobacillus fer-型，并只幸好强酸性条件下生活，如氧化亚铁硫杆菌（rooxidans），平时生活在pH4 以下的环境中，这类菌在细菌浸矿中拥有重要作用。
铁细菌长远产生氢氧化铁，可积累成褐铁矿，在铁制水管中的生长生殖会缩短水管的使用寿命。
一种能使二价铁氧化成三价铁并从中获取能量的一群菌落，如锈铁菌属、纤毛铁细菌属等。
在水中能使亚铁化合物氧化，并使之生成三价的氢氧化铁积淀。
积淀物齐聚在细菌周围产生大量的棕色黏泥，以致设备和管道的点蚀和锈瘤的形成。
铁细菌喜欢生活在含氧少和含有 CO2的弱酸中，在碱性条件下不易生长。
冷却水有铁细菌生殖时，水质浑浊、色彩变暗， pH 值也相应变化，并伴有异臭气味。
考虑到该公司循环水诚然已正常加药剂，但非氧化性性杀菌剂效能仍存在问题；不能够有效杀死铁细菌，这应该是造成腐化的原因之一。
另一方面，碳钢在冷却水中腐化的主要原因是氧的去极化作用，而腐化速度又与氧的扩散速度有关，由于凑近管壁处的界线层的厚度影响氧的扩散速度，故随着水流速度的上升，在地域，碳钢的腐化速度较大；但达到—地域，因流速很大，向金属表面供应的氧量足以使金属表面形成氧化膜，起到了缓蚀的作用，该地域碳钢的腐化速度较低。
供热系统外网循环水的腐蚀及控制李冬发布时间：2021-11-04T01:12:48.020Z 来源：基层建设2021年第24期作者：李冬[导读] 供热系统供应中的主要腐蚀因素是腐蚀离子过多，如溶解氧和氯离子天津市管道工程集团有限公司天津市 300000摘要：。
pH值可以提高，以避免腐蚀，因为由于外网循环水量大、没有补充水或除氧器未投运，溶氧难以控制。
关键词：供热；外网循环水；腐蚀控制近年来，许多纯凝机生产单元已转变为供热系统，供热系统的维护是电厂化学监测的重要组成部分。
腐蚀泄漏是在供热换热器回至热力后开始的，外网循环水的水污染导致供热疏水。
电厂用于城市供暖。
通常，一两台机组用于城市供暖，每台机只有两台换热器。
如果设备侧出现故障，则没有备用系统。
冬天供热在大片土地上会产生巨大的压力。
最后，许多事故的后果扩大到了严重的人身事故。
因此，在停止和运行期间需要采取保护措施。
一、影响供热系统的腐蚀因素发电厂向城市一级反渗透产水热网循环水补水采用，并有生水或软化水。
对于正常脱盐率的反渗透设备，硬度等指标稍好，但反渗透无法排出气体反渗透产水物的溶氧饱和。
部分热电厂除氧，随后的供热改善没有安装除氧器，补充水不是由除氧补入，而是由热循环系统代替，导致氧气严重腐蚀。
低效率产生的水比去除二价较一价离子更有效率，从而使水的一价离子生产价格更能腐蚀金属。
1.腐蚀是供热系统最重要的腐蚀形式之一。
随着水温的升高，氧腐蚀速率上升。
在80℃的温度下在开放式系统中，钢的氧腐蚀程度最高。
在低于80℃的温度下，溶液温度升高，溶液粘度降低，分布系数增加，腐蚀加速。
当温度高于80℃时，溶液在溶液中随着温度升高而下降，从而降低腐蚀速率。
热网外部雨水的工作温度在最大氧腐蚀范围内。
在某厂中，四个加热区外网循环的水容积为20万t，水溶解的氧为9mg/L，破坏了运行期间的稳定性，消耗的腐蚀性产出低于0.1毫克/升：2.pH值是腐蚀的主要因素。
pH值低，氧腐蚀更严重，数据表明，碳钢和不锈钢，无论水中溶解氧的含量如何，pH值大于10.5，基本上是不耐腐蚀的。
循环水系统碳钢的腐蚀及控制一、腐蚀的机理碳钢在水中的腐蚀是一个电化学过程。
由于碳钢组织表面的不均一性（材料中存在缺陷、杂质和溶质等），因此，当其侵入水中时，在其表面就会形成许多微小的腐蚀电池，其腐蚀机理及示意图（图一）如下：图一碳钢的电化学腐蚀阳极反应：Fe-→Fe2++2e阴极反应:02+2H20+4e->40Π沉淀反应：FeFOHfFe（OH）2I由上述腐蚀机理可知：造成碳钢腐蚀的是碳钢的阳极溶解反应，因此，碳钢的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池的阳极区，而腐蚀电池的阴极区是不腐蚀的。
且上述反应属于共物反应，即阳极氧化反应和阴极还原反应必须同时进行，如其中一个反应被停止，则整个反应就会停止。
二、腐蚀的形态在冷却水中碳钢的腐蚀是电化学腐蚀，且电化学腐蚀又分为全面腐蚀和局部腐蚀。
1.全面腐蚀全面腐蚀又称为均匀腐蚀，即在碳钢表面上大量分布着微阴极和微阳极，这种腐蚀不易造成穿孔，腐蚀产物氧化铁可在整个金属表面形成，在一定情况下有保护作用。
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。
全面腐蚀示意图见图二，如下：图二全面腐蚀示意图2.局部腐蚀当腐蚀集中在碳钢表面的某些部位时，称为局部腐蚀。
局部腐蚀的速度很快，往往在早期就可使碳钢腐蚀穿孔或龟裂，所有危害性很大。
循环冷却水处理中腐蚀控制的重点就是防止或减缓局部腐蚀的发生。
局部腐蚀过程中阴、阳极互相分离，阴极面积大于阳极面积，但是阳极电位小于阴极电位，腐蚀产物无保护作用。
循环冷却水系统中常见的碳钢换热器局部腐蚀的形态见下述：3.1.电偶腐蚀电偶腐蚀又称为双金属腐蚀或接触腐蚀。
当两种不同的金属浸在导电性（循环冷却水）的水溶液中时，两种金属之间通常存在电位差（见图三部分金属的电偶序）。
如果这两种金属互相接触，则该电位差就会驱使电子在它们之间流动，从而形成一个腐蚀电池。
与不接触时相比，耐蚀性较差的金属（即电位较低的金属）在接触后腐蚀速度通常会增加，而耐蚀性较好的金属（即电位较高的金属）在接触后腐蚀速度将下降。
图三部分金属的电偶序以下以碳钢--黄铜材质的换热器（管束为黄铜、壳程为碳钢）的电偶腐蚀为例进行说明。
碳钢一-黄铜电偶腐蚀的示意图见图四，如下：图四碳钢-一黄铜电偶腐蚀的示意图通过图四可知：发生电偶腐蚀后，阳极区的碳钢发生局部腐蚀现象，而阴极区的黄铜未出现腐蚀。
3.2.缝隙腐蚀缝隙腐蚀的示意图见图五，如下：图五缝隙腐蚀示意图首先介绍两个缝隙腐蚀的实例。
实例一：循环水监测换热器中夹牢碳钢试片用的螺帽及垫片下缝隙内碳钢表面发生的腐蚀，此种腐蚀也可称为垫片腐蚀，具体见图六，如下：图六碳钢试片的缝隙腐蚀实例二：循环冷却水系统中碳钢换热器内沉积物下的缝隙腐蚀，此种腐蚀也可称为垢下腐蚀。
产生垢下腐蚀的沉积物有：冷却水中的泥砂、腐蚀产物、水垢、微生物黏泥等。
具体见图七（烯烧分离装置的160E701A）,如下：图七碳钢换热器的垢下腐蚀碳钢换热器缝隙腐蚀的机理：A、缝隙的存在：一条缝隙要成为腐蚀的部位，必须要宽到液位能流入，但又必须窄到能使进入缝隙的液体保持在静滞状态。
即冷却水系统中因垫片、搭接缝或沉积物屏蔽，导致碳钢表面无法形成沉积型保护膜或补膜药剂无法有效进入缝隙、使前期形成的沉积型保护膜被破坏。
因保护膜缺失或被破坏，导致缝隙腐蚀发生。
B、缝隙内外产生氧的浓差腐蚀电池：即缝隙内因冷却水静滞导致氧气无法有效进入，形成贫氧区--阳极；缝隙外碳钢表面冷却水中氧气充足，形成富氧区--阴极。
腐蚀电池阴阳极发生以下反应：阳极反应：FefFe2'+2e阴极反应：02+2H20+4e→40H^氧浓差腐蚀电池的产生，导致缝隙腐蚀持续进行。
C、有害阴离子(氯离子)的作用：即缝隙内因冷却水静滞导致Fe2,过剩，过剩的正电荷需要带负电荷的氯离子迁移到缝隙中去，以保持电中性，于是缝隙内FeCl2的浓度增加。
随后FeC1.水解，发生以下水解反应：FeCl2+2H2O→Fe(OH)2I+2H++2CΓ盐酸是强电解质，其在水中会全部电离为H,和C「，而H'和CI的存在会进一步加速碳钢的腐蚀。
3.3.点蚀点蚀的示意图见图八，如下：图八点蚀示意图点蚀又称为孔蚀或坑蚀，是一种特殊形态的缝隙腐蚀或垢下腐蚀。
其发生的机理与缝隙腐蚀的基本一致：A、由于碳钢材料存在一定的缺陷、杂质等，当碳钢表面发生沉积，沉积物覆盖在碳钢表面，使水中的溶解氧和缓蚀剂不能扩散到碳钢表面，破坏其表面的钝化膜或沉积膜，碳钢中存在缺陷或杂质的部位先出现局部腐蚀现象。
B、水中的氯离子的存在，加速了点蚀过程。
C、温度对点蚀的影响也较大，对于形成钝化膜的系统，温度升高，钝化膜性能下降，点蚀倾向增加。
D、PH值降低，也影响保护膜的维护，加速点蚀。
故点蚀经常发生在碳钢换热器的高温区和流速缓慢发生沉积的部位。
蚀孔一般往重力方向生长。
点蚀是潜伏性和破坏性最大的一种腐蚀类型。
点蚀都是大阴极小阳极，有自催化特性。
小孔内腐蚀，使小孔周围受到保护。
孔越小，阴、阳面积比越大，穿孔越快。
点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀（晶间腐蚀、应力腐蚀一般常见于不锈钢换热器）和腐蚀疲劳等加剧，在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。
3.4.磨损腐蚀磨损腐蚀示意图见图九，如下：图九磨损腐蚀磨损腐蚀又称为冲击腐蚀、冲刷腐蚀或磨蚀。
磨损腐蚀是由于腐蚀性流体或碳钢表面间的相对运行引起的碳钢的加速破坏或腐蚀。
磨损腐蚀的外表特征是：腐蚀的部位呈槽、沟、波纹和山谷形，还常常显示有方向性。
磨损腐蚀与碳钢表面的保护膜、冷却水流速及流态等因素有关。
一般冷却水流速超过一定数值，特别是在流速很高的情况下，一般会使磨损腐蚀加剧。
主要原因：水流的冲击与耗氧腐蚀（氧含量增加，电化学腐蚀加剧）加剧。
2.5.水线腐蚀在换热器中，当水不能充满整个换热器时，在水线附近特别容易发生水线腐蚀，这是因为在换热器中，水温升高，溶解氧逸到上部空间，在水线附件产生氧的浓差电池，导致并加速这种局部腐蚀。
2.6.微生物腐蚀微生物腐蚀一般不单独存在，往往与电化学腐蚀同时发生。
引起腐蚀的微生物一般为细菌和真菌，但是也有藻类及原生动物（目前，我循环水系统危害性较大的细菌是铁细菌及硫酸还原菌）。
微生物影响腐蚀主要是通过是使电极电位和浓差电池发生变化而间接或直接参与腐蚀作用。
以下介绍循环水系统常见细菌的腐蚀机理：A、产黏泥细菌产黏泥细菌大部分属于异养菌。
它们在冷却水系统中产生一种胶状的、黏性的或黏泥状的、附着力很强的沉积物，这些沉积物覆盖在碳钢表面，阻止了冷却水中缓蚀剂、阻垢剂及杀菌剂的到达，使碳钢表面形成氧的浓差腐蚀电池而发生垢下腐蚀。
但是产黏泥细菌本身并不直接引起腐蚀。
B、铁细菌铁细菌是好气化能自养菌，直接引起碳钢的腐蚀，其在冷却水系统中在亚铁转化为高铁的过程中起催化作用，能将细胞内的亚铁氧化为高铁，从而获得能量及繁殖，反应如下：2Fe2++l.502+XH20→Fe203∙XH2O通过反应生产大量锈瘤（氧化铁沉淀及黏泥的混合物），锈瘤遮盖碳钢表面，形成氧的浓差腐蚀电池，并使冷却水中的缓蚀剂难以在碳钢表面作用而生成保护膜，铁细菌还从碳钢表面的阳极区除去亚铁离子（腐蚀产物），从而加速碳钢的腐蚀。
C、硫酸还原菌硫酸还原菌属于厌氧菌，能异养亦能自养，但是以异养为主。
其在冷却水中能将硫酸盐还原为硫化氢，从而获得能量及繁殖，反应如下：H2S04+8H++8e→H2S+4H20+t⅛lCaSO4+8M+8e-Ca（OH）2+H2S+2H2O+能量冷却水系统中如果硫酸还原菌大量繁殖，会使系统发生严重的腐蚀，因为其还原生成的硫化氢腐蚀碳钢，形成黑色的硫化铁沉积物，这些沉积物又进一步引起垢下腐蚀。
三、影响因素1.溶解气体1.1.溶解氧溶解氧在水中对碳钢的腐蚀有两个相反的作用：A、在溶解氧浓度较低时，参加阴极反应，加速腐蚀；B、在溶解氧浓度较高时，即溶解氧的浓度超标临界点值，碳钢表面形成氧化膜，抑制腐蚀。
结合目前循环水系统的运行情况，即系统PH值控制在8.水温3（ΓC,此种情况下，冷却水中溶解氧的含量一般在8~9mg∕l,低于临界点含量（16mg∕l）,此种情况下，溶解氧通常是加速腐蚀的主要因素。
1.2.二氧化碳二氧化碳溶于冷却水中，生成碳酸或碳酸氢盐，使水的PH值下降，水的酸性增加，将有助于氢的析出和碳钢表面保护膜的溶解破坏，从而加速碳钢腐蚀。
目前循环水系统的PH值控制在8.3左右，故系统中主要含CO：：-和HCo3,二氧化碳的含量极低或几乎没有。
1.3.硫化氢硫化氢能够加速碳钢等金属的腐蚀，其主要来自工艺过程污染、大气污染等（如一循外网有硫化氢换热器，且时常受外界酸性气体的影响），或是由于硫酸盐还原菌还原水中的硫酸盐后生成的。
1.4.二氧化硫二氧化硫进入循环水系统会降低系统的PH值，从而增加碳钢的腐蚀，其主要来自工艺过程污染、大气污染等。
（如一循外网有硫化氢换热器，且时常受外界酸性气体的影响）2.pH值自然界中，正常温度下，水中PH值对碳钢的腐蚀存在以下规律：A、PH值在4〜10时，碳钢腐蚀速率几乎不变，主要原因：碳钢在这样的水体中，其表面常常形成Fe（OH）2覆盖膜，此时碳钢的腐蚀速度主要决定于氧的扩散速度而几乎与PH值无关。
说明：循环水系统日常运行过程中其PH值控制在7.9〜8.在水稳药剂正常控制的情况下，系统的碳钢腐蚀速率及铁含量可控制在一个较优的水平。
在系统清洗预膜过程中，PH值一般控制在6〜最低时为4〜此种情况下，系统中的铁含量波动较大，主要是：系统停工过程中，部分设备暴露在空气中，其表面产生浮锈，通过降低PH值及投加清洗剂，将设备表面的浮锈清除（导致系统铁含量增加），以便露出洁净的设备本体，确保预膜质量。
B、PH值大于10时，碳钢表面被钝化，腐蚀速度继续下降。
C、PH值小于4时，铁表面保护膜被溶解，碳钢腐蚀速度急剧增加，主要是水中H'浓度增加发生析氢反应，碳钢发生析氢腐蚀，具体反应如下：阳极区：FefFec+2e阴极区：2Π++2e→H23.流速碳钢在冷却水中被腐蚀的主要原因是发生电化学腐蚀（即耗氧腐蚀），而决定腐蚀速度的又与氧的扩散速度有关，氧的扩散速度与水流流速直接相关。
淡水中水流流速对碳钢的腐蚀影响见图十，如下：图十淡水流速对碳钢腐蚀速度的影响通过图十可说明间接循环冷却水系统中冷却水流速对碳钢腐蚀速度的影响（其变化趋势是一致的，只是正常情况下，循环水系统中投加水稳药剂，故其腐蚀速度相比偏低），根据上图对粗糙钢的腐蚀速度进行以下说明：A、流速较低时，碳钢的腐蚀速度随水流流速的增加而增加，当流速0.25m∕s时，碳钢的腐蚀速度最高，主要原因：水流流速的增加，使碳钢表面的溶解氧增加，其表面发生耗氧腐蚀。
B、当水流流速从0.25m∕s开始增加至0.9m∕s,此过程中碳钢的腐蚀速度开始下降，当水流流速为0.9m∕s时，腐蚀速度最低，主要原因：水的流速增加，导致碳钢表面的氧含量进一步增加，足够的氧使碳钢表面部分或全部钝化，即碳钢表面形成氧化性的保护膜（以Y-Fe2O3为主），故碳钢的腐蚀速度下降。
