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循环水腐蚀的防止⑴缓蚀机理: ①吸附理论 吸附理论认为缓蚀剂之所以能缓蚀,能保护金属不受腐蚀,是因为缓蚀剂在金属表面形成了能起隔离作用的吸附层。多数有机缓蚀剂其分子的结构是由两部分组成,一部分是容易被金属吸附的极性基(亲水基);另一部分是非极性基(疏水基或亲油基)。当缓蚀剂加入腐蚀性介质中时,缓蚀剂的极性分子基团被金属表面通过物理的化学的吸附作用,使缓蚀剂被吸附在金属的表面,于是金属表面的电荷状态和界面性质以及自由能态都会改变,使能量处于稳定化,使腐蚀速度减慢。另一方面非极性基团定向排列于金属表面,形成了一层疏水性的保护膜,阻碍腐蚀介质与金属表面接触,也阻碍了腐蚀电荷和金属离子的移动从而也使腐蚀速度减小,起保护金属不受腐蚀介质的腐蚀。 缓蚀剂的吸附作用分物理吸附和化学吸附两种,物理吸附是由缓蚀剂离子与金属表面电荷产生静电吸引力和范德华力所引起的,这种吸附速度快速,但也容易脱吸,即反应是可逆的;化学吸附是由中性缓蚀剂分子与金属形成配位键所致,这种化学吸附吸附力强,一旦吸附形成是不容易脱吸的,即反应是不可逆的,化学吸附作用比物理吸附作用要强烈得多,但吸附速度比物理吸附速度要慢得多。 ②电化学理论 电化学的观点认为腐蚀反应是一对共轭反应。电化学反应体系中加入缓蚀剂即在金属与腐蚀介质中加入电化学反应的阻滞剂,使腐蚀电流明显减小。 氧化型缓蚀剂是对阳极过程起阻滞作用的缓蚀剂,对可钝化的金属,缓蚀率很高,但当浓度不足时缓蚀效果不但不好,有时还会增大腐蚀率。对阴极过程起阻滞作用的缓蚀剂能使阴极过程变慢或使阴极的有效面积变小,从而降低腐蚀速度。这种缓蚀剂即使添加量不足也不会加速腐蚀。 ③成膜理论 成膜理论认为缓蚀剂能有效地保护金属免受腐蚀是因为缓蚀剂与金属作用在金属表面生成了一层足以隔断腐蚀的难溶的坚实的保护膜,即缓蚀剂膜。缓蚀剂膜可分为氧化性膜、沉淀性膜和吸附性膜三种类型。 ④协同效应 将两种和几种缓蚀剂同时加入腐蚀性介质中,比单独使用某种单一的缓蚀剂投加量可显著减少,而缓蚀效果反而显著,这种效应称协同效应。协同效应的机理目前尚不十分明了,但在实际应用中缓蚀剂的协同效应已得到了广泛地应用。 ⑵腐蚀的控制 循环冷却水系统中,金属腐蚀的控制方法很多,常用的主要有以下四种 ①添加缓蚀剂; 缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂。对于一定的金属腐蚀介质体系,只要在介质体系中加入少量的缓蚀剂,就能有效地降低该金属的腐蚀速度。缓蚀剂的使用浓度一般很低,故添加缓蚀剂后腐蚀介质的基本性质不发生变化。缓蚀剂的使用不需要特殊的附加设备,也不需要改变金属设备或构件的材质或进行表面处理。因此,使用缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。 作为冷却水用的缓蚀剂需要具备的条件: a、经济上有利; b、它的飞溅、泄漏、排放或经处理后的排放,在环境保护上是容许的; c、与冷却水中阻垢分散剂、杀生剂的相容好,甚至还有协同作用; d、对冷却水中各种材质具有较好的缓蚀效果; e、不会造成换热器金属表面传热系数的降低; f、在冷却水运行的pH值范围内(6.0~9.5),有较好的缓蚀作用。 ②提高冷却水的PH值; ③选用耐蚀材料的换热器; ④用防腐阻垢涂料涂覆。 这些腐蚀控制方法各有其优缺点和适用条件,可根据具体情况来应用。一般地讲,缓蚀剂主要使用于循环冷却水系统中,而较少使用于直流式冷却水系统。涂料涂覆则主要应用于控制敞开式循环冷却水系统和直流式冷却水系统中碳钢换热器的腐蚀。是否采用耐腐蚀材料换热器,则往往同时取决于工艺介质和冷却水两者的腐蚀性。在工艺介质腐蚀性很强的情况下,采用氟塑料换热器或聚丙烯换热器则不但可以解决工艺介质一侧的腐蚀问题,而且还可以解决冷却水一侧的腐蚀问题。这是冷却水系统中腐蚀控制的一个新发展方向。但是,这些塑料换热器一般仅适用于换热器条件(例如温度和压力)不太苛刻的场合。提高冷却水pH值的腐蚀控制方案,则主要适用 于循环冷却水系统中的碳钢换热器,而不宜用于直流式冷却水系统中。 |