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循環水腐蝕的防止⑴緩蝕機理: ①吸附理論 吸附理論認為緩蝕劑之所以能緩蝕,能保護金屬不受腐蝕,是因為緩蝕劑在金屬表面形成了能起隔離作用的吸附層。多數有機緩蝕劑其分子的結構是由兩部分組成,一部分是容易被金屬吸附的極性基(親水基);另一部分是非極性基(疏水基或親油基)。當緩蝕劑加入腐蝕性介質中時,緩蝕劑的極性分子基團被金屬表面通過物理的化學的吸附作用,使緩蝕劑被吸附在金屬的表面,于是金屬表面的電荷狀態和界面性質以及自由能態都會改變,使能量處于穩定化,使腐蝕速度減慢。另一方面非極性基團定向排列于金屬表面,形成了一層疏水性的保護膜,阻礙腐蝕介質與金屬表面接觸,也阻礙了腐蝕電荷和金屬離子的移動從而也使腐蝕速度減小,起保護金屬不受腐蝕介質的腐蝕。 緩蝕劑的吸附作用分物理吸附和化學吸附兩種,物理吸附是由緩蝕劑離子與金屬表面電荷產生靜電吸引力和范德華力所引起的,這種吸附速度快速,但也容易脫吸,即反應是可逆的;化學吸附是由中性緩蝕劑分子與金屬形成配位鍵所致,這種化學吸附吸附力強,一旦吸附形成是不容易脫吸的,即反應是不可逆的,化學吸附作用比物理吸附作用要強烈得多,但吸附速度比物理吸附速度要慢得多。 ②電化學理論 電化學的觀點認為腐蝕反應是一對共軛反應。電化學反應體系中加入緩蝕劑即在金屬與腐蝕介質中加入電化學反應的阻滯劑,使腐蝕電流明顯減小。 氧化型緩蝕劑是對陽極過程起阻滯作用的緩蝕劑,對可鈍化的金屬,緩蝕率很高,但當濃度不足時緩蝕效果不但不好,有時還會增大腐蝕率。對陰極過程起阻滯作用的緩蝕劑能使陰極過程變慢或使陰極的有效面積變小,從而降低腐蝕速度。這種緩蝕劑即使添加量不足也不會加速腐蝕。 ③成膜理論 成膜理論認為緩蝕劑能有效地保護金屬免受腐蝕是因為緩蝕劑與金屬作用在金屬表面生成了一層足以隔斷腐蝕的難溶的堅實的保護膜,即緩蝕劑膜。緩蝕劑膜可分為氧化性膜、沉淀性膜和吸附性膜三種類型。 ④協同效應 將兩種和幾種緩蝕劑同時加入腐蝕性介質中,比單獨使用某種單一的緩蝕劑投加量可顯著減少,而緩蝕效果反而顯著,這種效應稱協同效應。協同效應的機理目前尚不十分明了,但在實際應用中緩蝕劑的協同效應已得到了廣泛地應用。 ⑵腐蝕的控制 循環冷卻水系統中,金屬腐蝕的控制方法很多,常用的主要有以下四種 ①添加緩蝕劑; 緩蝕劑是一種用于腐蝕介質中抑制金屬腐蝕的添加劑。對于一定的金屬腐蝕介質體系,只要在介質體系中加入少量的緩蝕劑,就能有效地降低該金屬的腐蝕速度。緩蝕劑的使用濃度一般很低,故添加緩蝕劑后腐蝕介質的基本性質不發生變化。緩蝕劑的使用不需要特殊的附加設備,也不需要改變金屬設備或構件的材質或進行表面處理。因此,使用緩蝕劑是一種經濟效益較高且適應性較強的金屬防護措施。 作為冷卻水用的緩蝕劑需要具備的條件: a、經濟上有利; b、它的飛濺、泄漏、排放或經處理后的排放,在環境保護上是容許的; c、與冷卻水中阻垢分散劑、殺生劑的相容好,甚至還有協同作用; d、對冷卻水中各種材質具有較好的緩蝕效果; e、不會造成換熱器金屬表面傳熱系數的降低; f、在冷卻水運行的pH值范圍內(6.0~9.5),有較好的緩蝕作用。 ②提高冷卻水的PH值; ③選用耐蝕材料的換熱器; ④用防腐阻垢涂料涂覆。 這些腐蝕控制方法各有其優缺點和適用條件,可根據具體情況來應用。一般地講,緩蝕劑主要使用于循環冷卻水系統中,而較少使用于直流式冷卻水系統。涂料涂覆則主要應用于控制敞開式循環冷卻水系統和直流式冷卻水系統中碳鋼換熱器的腐蝕。是否采用耐腐蝕材料換熱器,則往往同時取決于工藝介質和冷卻水兩者的腐蝕性。在工藝介質腐蝕性很強的情況下,采用氟塑料換熱器或聚丙烯換熱器則不但可以解決工藝介質一側的腐蝕問題,而且還可以解決冷卻水一側的腐蝕問題。這是冷卻水系統中腐蝕控制的一個新發展方向。但是,這些塑料換熱器一般僅適用于換熱器條件(例如溫度和壓力)不太苛刻的場合。提高冷卻水pH值的腐蝕控制方案,則主要適用 于循環冷卻水系統中的碳鋼換熱器,而不宜用于直流式冷卻水系統中。 |

