工业水处理培训循环水的腐蚀及其控制剖析
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浅析炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策炼油厂循环水设备的腐蚀问题一直是炼油行业面临的重要挑战之一,腐蚀问题不仅会造成设备损坏,影响生产效率,还可能对环境和人员造成严重危害。
对炼油厂循环水设备的腐蚀原因进行深入分析,并提出有效的对策,对保障工作安全和提高生产效率具有重要意义。
1. 腐蚀原因分析1.1. 化学腐蚀炼油厂循环水中存在各种有机和无机物质,这些物质会在一定温度、压力和pH条件下对金属设备产生腐蚀作用。
典型的例子是硫化氢和二氧化硫在水中溶解形成硫酸,导致设备发生化学腐蚀。
1.2. 电化学腐蚀在循环水中,金属设备与水中的电解质形成一个电化学体系,发生腐蚀反应。
当金属处于不同的电位时,就会发生电化学腐蚀。
还有局部腐蚀、应力腐蚀等电化学腐蚀形式。
1.3. 流体动态腐蚀在管道、泵、阀等流体动态设备中,流体通过设备表面时,产生的流体动力学作用会导致设备表面的腐蚀。
流体动态腐蚀主要是由于流体对金属表面的腐蚀剥落,而导致金属表面不断变化,产生一定的腐蚀。
1.4. 温度腐蚀高温环境下,金属材料在循环水中会发生相应的温度腐蚀。
温度腐蚀主要是由于金属在高温条件下与水中的氧化物质发生化学反应,导致金属表面破坏。
2. 对策建议2.1. 选择适当的材料和涂层针对不同的腐蚀原因,可以通过选用高耐蚀材料和进行耐蚀涂层的处理,来提高设备的抗腐蚀能力。
例如在硫化氢腐蚀环境下,可以选择耐硫的不锈钢材料和具有耐硫特性的涂层材料。
2.2. 控制水质和环境条件通过加强循环水水质的控制,例如去除水中的砂土和腐蚀物质,控制水的pH值和氧化还原电位等,降低水中腐蚀因素的含量和影响。
合理控制设备的温度和压力,减少腐蚀的发生。
2.3. 定期检测和维护定期对循环水设备进行检测和维护,及时发现并处理已经发生的腐蚀现象,防止腐蚀的进一步蔓延。
特别是对于流体动态设备,要定期检查设备受腐蚀情况,及时更换或修理腐蚀严重的部位。
2.4. 加强人员培训和监管加强对相关人员的腐蚀知识培训,提高人员对腐蚀问题的认识和处理能力,加强设备日常的监管和管理,建立健全的腐蚀防控机制。
工业循环水管道结垢和腐蚀问题研究一、引言工业循环水管道是工业生产中常见的设备,其承载着冷却、加热、输送等重要的工艺功能。
由于水质、工艺、操作等因素的影响,循环水管道容易出现结垢和腐蚀问题,严重影响管道的正常运行。
对工业循环水管道结垢和腐蚀问题的研究具有重要意义。
二、工业循环水管道结垢问题1.结垢的成因工业循环水中存在着各种固体颗粒,如悬浮物、溶解物等,这些固体颗粒在管道中会随着水流不断冲刷,在管道壁面沉积下来。
随着时间的推移,这些固体颗粒会不断积聚和沉淀,形成水垢,即结垢问题。
2.结垢的危害结垢会降低管道的流通截面积,增加流阻,减少水的流通量,影响管道的传热效率,导致设备功耗增加;结垢还会导致管道腐蚀的加剧,增加管道的维修成本,降低设备的使用寿命。
3.结垢的预防和治理为了预防和治理工业循环水管道结垢问题,可以采取以下措施:(1)控制循环水的水质,避免水质中存在过多的可沉淀物质;(2)通过化学处理或物理处理手段,定期清洗管道,减少结垢的积聚;(3)增加管道内壁的润滑层,减少结垢的粘附。
三、工业循环水管道腐蚀问题1.腐蚀的成因工业循环水中存在着各种溶解性氧化物、酸碱物质等,这些物质会导致管道金属材料的腐蚀。
工业循环水中的微生物、化学物质等也会对管道金属材料产生腐蚀作用。
2.腐蚀的危害腐蚀会导致管道金属材料的损坏,降低管道的使用寿命,甚至可能导致管道的破裂和泄漏,造成严重的安全事故。
四、工业循环水管道结垢和腐蚀问题综合治理1.综合治理的必要性循环水管道的结垢和腐蚀问题往往是相互交织的,结垢会使管壁的缝隙中形成微电池,并加剧金属腐蚀的发生。
综合治理工业循环水管道的结垢和腐蚀问题具有重要意义。
2.综合治理的方法综合治理工业循环水管道的结垢和腐蚀问题,可以采取以下方法:(1)加强对水质的监测和管理,及时发现水质异常并采取相应的调整措施;(2)定期对管道进行清洗和保护,减少结垢和腐蚀的发生;(3)对管道进行定期的检测和维护,及时发现问题并采取措施解决。
浅析炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策炼油厂是炼制石油的工业设施,循环水是炼油过程中常用的工艺流体之一。
在实际运行中,循环水设备往往会遭受腐蚀的问题,严重影响设备的运行效率和寿命。
本文将从腐蚀原因和对策两方面对炼油厂循环水设备腐蚀问题进行浅析。
一、腐蚀原因分析1.1. 氧化腐蚀炼油厂循环水中溶解氧的存在会导致氧化腐蚀的发生。
在高温高压的炼油过程中,循环水中溶解的氧会与金属表面发生反应,形成金属的氧化物,导致设备金属表面的腐蚀。
1.2. 酸性腐蚀炼油厂循环水中含有较多的硫化氢、二氧化硫等气体,这些气体与水反应生成酸性物质,使循环水的酸度增加。
酸性环境对设备金属表面具有强烈的腐蚀性,容易导致设备腐蚀。
1.3. 可溶性盐腐蚀炼油厂循环水中还含有大量的可溶性盐,例如钠盐、钾盐、镁盐等。
这些盐在高温环境下容易产生结晶,形成沉积物并对金属表面产生腐蚀作用。
1.4. 电化学腐蚀在循环水中,金属设备表面与电解质溶液形成电化学系统。
当金属表面存在缺陷时,形成阳极和阴极,发生电化学反应,导致金属表面的腐蚀。
二、对策分析2.1. 氧化腐蚀的对策针对氧化腐蚀问题,可以采取以下对策:(1) 控制循环水中溶解氧的含量,采取除氧措施,减少氧化腐蚀的发生。
(2) 增加循环水中的缓蚀剂,形成保护膜,降低金属表面的氧化速度。
(3) 在循环水中加入碱性物质,提高循环水的pH值,减少氧化腐蚀的发生。
2.3. 可溶性盐腐蚀的对策针对可溶性盐腐蚀问题,可以采取以下对策:(1) 控制循环水中可溶性盐的含量,定期对循环水进行处理和处理剂的添加,防止盐的结晶和沉积。
(2) 定期清洗和除去设备表面的盐类沉积物,减少盐对金属表面的腐蚀作用。
2.4. 电化学腐蚀的对策针对电化学腐蚀问题,可以采取以下对策:(1) 在金属表面涂覆保护层,形成防腐蚀层,减少金属表面的阳极和阴极的形成。
(2) 采用电位保护措施,如阳极保护、阴极保护等,调整电解质环境,降低电化学反应的速率。
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。
工业循环水管道结垢和腐蚀问题分析摘要:随着社会经济的不断建设和发展,工业化和城市化发展的步伐也在不断加快,工业循环水是一种需要在特定管道下进行运输的工业用品,工业循环水在工业生产中为人们提供了极大的便利,大大提高了工业生产的效率。
但在长期使用工业循环水的过程中,由于管道材料本身的原因或者外部原因,往往会出现内部水质受到影响的现象,这就导致管道内部出现结垢或者腐蚀的现象,对工业生产产生一定的影响。
本文针对工业循环水管道出现的结垢和腐蚀问题,提出相应的解决和完善措施,从而有效保证工业循环水管道的稳定运行。
关键词:工业;循环水管道;结垢和腐蚀;解决措施在工业生产的过程中,循环水管道是十分重要的组成部分,这种管道主要对工业水进行及时的循环和再利用,从而有效降低水资源的消耗,提高工业生产的效益。
但是,在实际的工业生产过程中,循环水包含的物质比较丰富,比如,金属物质、化学物质等,工业循环水会受到相关因素的影响,或多或少会出现结垢和腐蚀的现象,当这种现象得不到及时的处理和解决时,就会导致工业循环水管道性能受到限制,也会极大降低工业生产的效率,企业经济效益和社会效益得到有效的发挥。
所以,在这样的情况下,有必要对工业循环水管道的结垢和腐蚀现象形成的原因进行详细的分析,并采取针对性的措施进行解决,进而提高循环水管道的稳定性,确保管道使用的长久性,进一步提高工业生产的效率,实现经济效益和社会效益的统一。
1.结垢和腐蚀产生的原因和机理1.1补充水在进行工业生产的过程中,会消耗大量的水,而为了进一步保证生产的稳定性,就需要对水资源进行及时的补充,但是补充水在进入工业循环水管道之后,也会进一步增加水中的硬度、ph值以及碱度等,这样就极易造成管道内水垢的形成。
当补充水中的硬度和碱度比较大的情况下,结垢也会比较多,同时,在不同温度的影响下,补充水也会达到饱和的状态,这样就会大大增加了循环水管道腐的腐蚀[1]。
除此之外,当使用工业循环水管道的过程中,水质中会出现相应的悬浮物,这些悬浮物具有晶核的作用,会进一步加大水的污浊度,这种情况下,悬浮物也会越来越多,如果这种情况得不到及时的处理,或者不定期对其进行处理,悬浮物堆积得越来越多,这种长期积累的悬浮物会进一步加大管道结垢和腐蚀的可能性,从而降低管道的使用寿命。
循环冷却水的腐蚀和结垢及其控制原理循环冷却水是用于工业生产中的一种重要的流体介质,用于散热装置中传递热量并保持设备的温度稳定。
然而,长时间运行的循环冷却水系统面临着腐蚀和结垢的问题。
本文将对循环冷却水的腐蚀和结垢原理以及控制措施进行探讨。
首先,循环冷却水腐蚀的原因可以归结为两个方面:化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指水中的氧气和酸性或碱性物质与金属表面产生化学反应,从而导致金属表面的腐蚀。
例如,循环冷却水中的溶解氧会与金属表面发生氧化反应,产生氧化物,从而破坏金属表面并加速腐蚀过程。
此外,循环冷却水中存在的酸性或碱性物质如硫酸、盐酸、氢氧化钠等也会与金属发生反应,导致腐蚀。
另一方面,电化学腐蚀是指水中存在的溶解电解质和金属表面之间的电化学反应。
循环冷却水中的溶解电解质和金属表面形成一个电池系统,其中金属是阳极,而水中的电解质则是阴极。
当水中存在氯离子、硫酸根离子等电解质时,它们可以通过齐物质交换和水解来产生强氧化性反应物,进一步加速金属腐蚀过程。
与腐蚀相对应的是结垢问题。
当循环冷却水中溶解的无机盐超过饱和度,溶解度降低,就会导致盐类沉淀,形成结垢。
结垢主要是由硅酸钙、硅酸镁、硅酸钠等硅酸盐类沉淀所致。
结垢的形成不仅会在水冷器内壁形成厚度不均匀的氧化层,还可能导致水道堵塞,降低散热器的效能。
针对循环冷却水的腐蚀和结垢问题,可以采取以下控制措施:1.控制水质:通过水质处理控制循环冷却水中的溶解氧、酸性或碱性物质的含量。
例如,可以通过气体除氧、化学除氧等方法,降低水中溶解氧的含量;使用缓蚀剂或pH调节剂来控制水中的酸碱度,并保持在适宜的范围内。
2.表面处理:通过对金属表面进行化学处理或物理处理,形成一层保护性的氧化层或膜层,减缓金属腐蚀的速度。
例如,可以通过阳极氧化、镀层、喷涂等方法来处理金属表面。
3.控制水温和水流速度:降低循环冷却水的温度和增加水流速度,可以减少酸碱物质的浓缩和腐蚀的机会,同时也可以减少结垢的发生。
关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究循环水腐蚀问题一直是工业生产中的一个重要难题,长期以来一直备受关注和研究。
循环水腐蚀问题的解决不仅关系到设备的寿命和安全, 还关系到生产成本和环境保护。
本文将对循环水腐蚀问题进行初步探讨与研究,分析其发生原因以及可能的解决办法,力求为相关领域的研究提供一些参考和启发。
一、循环水腐蚀问题的发生原因循环水腐蚀问题主要是由于水中的各种溶解气体和溶解固体的存在,使得水具有导电性和腐蚀性。
溶解氧和二氧化碳是水中主要的溶解气体,它们对金属的腐蚀有着显著的促进作用。
水中盐类、硫化物和硅酸盐等固体物质也会对金属材料造成腐蚀危害。
水的温度、PH值、流速等因素也会影响水的腐蚀性,加剧了循环水腐蚀的发生。
循环水腐蚀问题会对工业生产和设备运行产生不良影响。
循环水腐蚀导致的设备损坏会增加维修成本,降低设备的使用寿命。
循环水中的腐蚀产物会对生产过程造成污染,影响产品质量。
循环水腐蚀过程中产生的腐蚀产物还会对环境造成污染危害,增加环境保护的成本和难度。
针对循环水腐蚀问题,可以采取以下措施来进行解决。
1. 优化水质管理通过分析循环水中的溶解气体和溶解固体的成分,科学调整水的PH值、温度和流速等参数,减轻水对金属的腐蚀作用。
2. 添加防腐剂在循环水中添加一定量的防腐剂,形成一层保护膜,减少金属材料与水接触,降低腐蚀的速度。
3. 选用耐腐蚀材料在生产设备的选材方面,优先选择耐腐蚀的金属材料,减轻腐蚀对设备的危害。
4. 加强监测和维护定期对循环水和设备进行监测,发现问题及时处理,加强设备的维护工作,减少腐蚀的发生。
在今后的研究中,我们可以从以下几个方面进行深入探讨。
1. 循环水腐蚀机理的研究深入研究循环水腐蚀的发生机理,探索水中溶解气体和溶解固体与金属材料之间的相互作用规律,为制定更科学的防腐措施提供理论依据。
2. 新型防腐技术的研究开展新型防腐技术的研究,如利用纳米材料在金属表面形成抗腐蚀的保护膜,或者利用化学合成的方法改变水的腐蚀性,寻求更有效的防腐措施。
工业循环水管道结垢和腐蚀问题研究工业循环水管道结垢和腐蚀问题是工业生产中常见的技术难题之一,对于保持设备安全运行和延长设备使用寿命有着重要的影响。
本文将对工业循环水管道结垢和腐蚀问题进行研究,分析其原因,并提出相应的解决方法。
1. 结垢原因工业循环水管道结垢的原因主要包括以下几个方面:(1) 水源硬度高:水源硬度是指水中的钙、镁离子浓度的总和。
当水源硬度高时,水中的钙、镁离子容易与水中的碳酸根离子结合形成碳酸钙或碳酸镁沉淀,在管道内壁形成结垢。
(2) 溶解性盐物质含量高:水中含有溶解性盐物质,如硫酸盐、硫酸钙等。
当水中这些物质含量高时,易形成结垢。
(3) 温度变化:水温变化会导致水中溶解性盐物质的溶解度发生变化,从而形成结垢。
2. 结垢对工业生产的影响(1) 减小了工业循环水管道的内径,增大了管道的摩擦阻力,降低了水的流量,影响了设备的正常运行。
(2) 结垢会导致工业循环水管道的热传导性能降低,影响了设备的散热效果,增加了设备的能耗和运行温度,降低了设备的运行效率。
(3) 结垢增加了管道的阻力,使水泵的额定功率无法满足需求,需要更换更大功率的水泵,增加了设备投资成本。
(1) 氧化还原电位:水中的溶解氧是导致腐蚀的主要因素之一。
溶解氧会与金属表面反应,形成氧化物,从而使金属腐蚀。
(2) 酸碱度:水中的酸碱度也是导致腐蚀的重要因素之一。
酸性水质对金属的腐蚀作用较大。
(3) 水中杂质:水中存在的杂质,如铁、锰等金属离子,会加速金属的腐蚀。
(1) 腐蚀会使工业循环水管道的金属材料变薄,降低了其力学性能,增加了管道的漏损风险。
1. 结垢问题的解决方法(1) 使用软化水设备:软化水设备可以用来降低水源硬度,减少水中的碳酸盐沉淀,从而降低管道结垢的风险。
(2) 定期清洗管道:定期对工业循环水管道进行清洗,可以有效去除管道内的结垢。
(3) 使用抑垢剂:在工业循环水中添加抑垢剂可以抑制水中溶解性盐物质的析出,减少结垢风险。
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。
在水中,阴、阳极反应生成的Fe2 +与QH相遇即生成不溶性的白色Fe(OH).沉淀,堆积在阴极部位。
铁的表面不再和水直接接触,这就抑制了阳极过程的进行。
但当水体中有溶解氧时,阴极部位的反应还要继续进行下去,因Fe(OH)2这种物质极易被氧化为Fe(OH),即铁锈。
由于铁锈基本不溶于水,所以只要水中不断有Q溶入,这种腐蚀电池的共轭反应也就不断进行。
换言之,也就是碳钢的腐蚀会不断的进行下去。
上述腐蚀电池中,阳极氧化反应和阴极还原反应必须同时进行,如果其中一个反应被停止,则整个反应就会停止,故称之为共轭反应。
因此,如能设法控制住其阴极过程或阳极过程,则整个腐蚀过程也就会相应的得到控制。
反之,如果在阳极不断除去Fe"或在阴极表面不断充分供给Q,则共轭反应也就会加速进行,也即腐蚀过程变快。
因此,采取不同的方式控制其阴极或阳极过程,就是控制水系统腐蚀的各种方法的依据。
1.3极化和去极化作用金属腐蚀过程中,电流在阳极部位和阴极部位间流动,这说明阳极部位和阴极部位间有电位差。
由于腐蚀反应过程中生成的原子态氢和氢气覆盖在阴极表面,产生了与腐蚀电位相反的电压称之谓氢气的超高压,使电压差变小,阻止了电流的流动也就是阻止了腐蚀过程的进行。
这种由于反应生成物所引起的电位差变小称为极化。
氢气在腐蚀过程中起了极化作用,极化作用起了抑制腐蚀过程的作用。
当水中有溶解氧存在时,阴极反应按下式进行:2F2+O=2HO或Q+HO+2e=2O-H由于氧参加了反应,夺走了覆盖在阴极表面上的原子态氢和氢气,因而使氢气的极化作用遭到破坏。
排除极化的作用称为去极化,氧在腐蚀过程中起了去极化作用,去极化作用起了助长腐蚀过程的作用。
1.4电偶腐蚀很多生产装置是用不同的金属或合金制造而成,这些材料也是互相接触的。
由于不同金属间存在着电位差异,在水溶液(电介质)中形成电偶电池。
较活泼的金属电位较负是阳极,腐蚀速度要比未偶合时高;电位较正的金属是阴极受到保护,腐蚀速度下降或停止。
在系统中,常见的电偶腐蚀有铁和黄铜、铁和不锈钢、铝和钢、以及锌和黄铜等,不论是在哪种情况下,都是前一种金属遭受腐蚀。
1.5氧浓差腐蚀电池氧浓差腐蚀电池是金属在水中腐蚀时最普遍、危害最大,但又是最难防治的一种腐蚀电池。
氧浓差电池是介质浓度影响阴极反应而产生电位差。
最常见的氧浓差电池有两种类型,一种是在不同深度的水中由于溶解氧浓度不同造成氧浓度梯度而产生氧浓差电池,如水线腐蚀;另一种则是冷却水系统中最常见,也是危险最大的垢下腐蚀或叫做沉积物腐蚀。
在沉积物下面形成缝隙区,在这些缝隙区的溶液中,氧要得到补充是非常困难的;而缝隙外的金属表面上的溶液,氧的供应很充分,因而缝隙外是富氧区一一阴极,而缝隙区则是贫氧区一一阳极。
缝隙区形成的氧浓差电池造成的腐蚀部位在缝隙之内,或在沉积物下面。
1.6缝隙腐蚀所谓缝隙腐蚀是金属表面被覆盖部位在某些环境中产生局部腐蚀的一种型式。
大量热交换器的腐蚀穿孔,其中最主要的原因是垢下的腐蚀一一缝隙腐蚀的一种类型。
缝隙腐蚀的产生要有两个条件:一是要有危害性阴离子(如Cl-)存在;二是要有滞留的缝隙。
作为一个腐蚀部位,缝隙要宽到足够能使液体进入,但又要窄到能保持一个滞留区。
一般认为宽度在几千分之一英寸(0.025mm以下就会导致腐蚀,宽度在1/8英寸(0.3mm以上腐蚀很少产生。
1.7点蚀点蚀过去有称为坑蚀、孔蚀,但现成比较统一的叫点蚀。
点蚀是一种特殊的局部腐蚀,导致在金属上产生小孔若用P表示腐蚀孔的深度,d表示腐蚀孔的宽度,当P/d < 1时称为局部腐蚀;当P/d>1时称为点蚀。
产生点蚀的原因主要是水中离子或粘泥在金属表面产生沉积,这些沉积物覆盖在金属表面使水中溶解氧和缓蚀剂不能扩散到金属表面上,从而造成局部腐蚀。
水中Cl-对点蚀也有影响,点蚀经常发生在热交热器的高温区和流速缓慢发生沉积的部位,增加水的流速有利于氧的扩散,有利于钝化膜的修补,而且亦可带走小孔上的沉积物,有利于控制点蚀的发生。
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,使小孔周围受到阴极保护。
孔越小,阴、阳极面积比越大,穿孔越快。
点蚀发生有时往往是在材料的一侧开始,在另一侧扩大穿孔,使得检测很困难。
由于点蚀极强的破坏性,现在已愈来愈引起人们的重视。
1.8不锈钢的应力腐蚀开裂不锈钢的应力腐蚀开裂是指不锈钢在应力和腐蚀的共同作用下引起的开裂。
金属在制造过程中往往处于应力状态,因而会在垂直于应力的方向开裂。
高温、高氯化物浓度及其腐蚀条件的存在,都会促使应力腐蚀开裂。
因此,应力腐蚀开裂是电化学作用和机械作用的综合结果。
压应力不会导致开裂,相反有抑制的作用;张应力对开裂产生作用比较明显,像冷加工时的剩余应力、热应力、焊接应力、外加应力等都会产生张应力。
为防止不锈钢的应力腐蚀开裂,常用的防止方法是:①换热器在制造安装过程中应尽力避免应力集中现象。
②消除或减少设备上存在的残余应力。
③尽量将金属表面由受张应力变为受压应力。
④尽量控制水中有害离子浓度,对水中氯离子浓度要特别注意。
⑤控制操作温度,使水冷器壁温控制在安全温度内,这对降低不锈钢应力腐蚀也是很重要的。
1.9磨蚀和空化作用磨蚀是由于腐蚀流体和金属表面间的相对运动,引起金属的加速破坏或腐蚀,这类腐蚀常与金属表面上的湍流程度有关。
湍流使金属表面液体的搅动比层流时更为剧烈,使金属与介质的接触更为频繁,故通常叫做湍流腐蚀。
湍流腐蚀实际上是一种机械磨耗和腐蚀共同作用的结果。
磨蚀的外特征是槽、沟、波纹、圆孔和山谷形,还常常显示有方向性。
在工厂中,像泵的叶片、阀、弯管、肘管、透平叶片、喷嘴等流速变化较大的部位,易产生磨蚀。
空化作用又称空泡腐蚀,它是磨蚀的一种特殊形式,是由于金属表面附近的液体中有蒸汽泡的产生和破灭所引起的。
在高流速液体和压力变化的设备中易发生这类腐蚀,如水力透平机,船用螺旋桨、泵叶轮等。
空泡腐蚀的外表十分粗糙且蚀孔分布紧密,它是腐蚀和机械作用两者引起的。
对于防止腐蚀和空化作用一般都采用以下方法:用硅铁、硅铜较耐磨蚀的材料来代替一般材料。
当改变设计,使介质液流更合理以减轻这类腐蚀的破坏。
改变环境、降低温度,去除介质中悬浮粒子也是很有效的办法。
采用有弹性的较耐蚀的涂层。
除上述方法外,防止空泡腐蚀另有一些特殊办法,如:改变设计使流程中流体动压差减小;抛光泵叶轮和螺旋桨的表面以减小破坏。
1.10微生物腐蚀微生物腐蚀是一种特殊类型的腐蚀,它是由于微生物的直接或间接地参加了腐蚀过程所起的金属毁坏作用。
微生物腐蚀一般不单独存在,往往总是和电化学腐蚀同时发生的,两者很难截然分开。
引起腐蚀的微生物一般为细菌及真菌,但也有藻类及原生动物等,在大多数场合下都可看作是各种细菌共同作用而造成危害的。
微生物影响腐蚀主要是通过使电极电位和浓差电池发生变化而间接参与腐蚀作用这条途径,其方式大体分以下几类:1.10.1由于细菌繁殖所形成的粘泥沉积在金属表面,破坏了保护膜,构成局部电池;1.10.2由细菌代谢作用引起氧和其它化合物的消耗,形成通气差电池和浓差电池,在局部电池中发生去极化作用;1.10.3由细菌代谢产物的作用引起的;a、影响pH值或酸度;b、影响氧化还原电位;c、使环境的化学状况发生变化(包括氨、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、硫化物等其他离子,在应中起催化作用);d、生成或消耗氧而影响氧的浓度。
微生物腐蚀是一种局部腐蚀,而且几乎都有点蚀的迹象,其危害是极其严重的。
据报道,国内某厂投产仅数月,由于微生物腐蚀使数台换热器因点蚀泄漏而不得不停产检修。
1.11有铜和铜合金设备的冷却水系统中要考虑加铜缓蚀药剂铜是贵金属,在腐蚀过程中通常不析氢。
因此,除非有氧或其他氧化剂如硝酸存在,否则它不受酸的腐蚀。
铜和铜合金的阴极反应主要是氧还原为氢氧根离子。
铜基合金耐中性和弱碱性溶液腐蚀,但含氨溶液例外。
氨对铜合金的腐蚀是由于铜、氧和氨反应会形成可溶性铜氨络合物所致,反应如下:2+ -2H2O+2Cu++8NH=2Cu(NH)4 +2OH由于铜和铜合金有高电导率和热导率、良好的耐蚀性、成形性能、机械加工性能,所以常常应用于冷却水系统换热设备中。
在有铜和铜合金设备的冷却水系统中,应该注意其腐蚀问题,尤其是合成氨工厂冷却水系统中常常有氨。
此外,聚丙烯酸盐对铜合金也有侵蚀作用。
为了防止这种侵蚀作用,在配方中常加入苯骈三氮唑唑、甲苯三唑或2-巯基苯骈噻唑,这几种药剂除了保护铜设备以外,也相应地保护了碳钢设备。
因为一旦铜设备没有得到保护而遭受腐蚀,水中的铜离子会在碳钢表面沉积,造成碳钢的缝隙腐蚀和点蚀。