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全程水处理器向循环冷却水金属的腐蚀速度显著降低

编辑: Bjadmin 浏览: 发布时间: 2011-10-27
[技术文章]

全程水处理器向循环冷却水中添加少量物质后使金属的腐蚀速度显著降低,但仍完全保持金属机械性能的这类物质称为缓蚀剂。敞开式系统一般投加每升几毫克到每升数百毫克,在密闭系统每升可投加高至数千到上万毫克的药剂。缓蚀剂在冷却水中投加量少,操管理方便,随着水的补充和排放不断得到更新,只要选择合适的缓蚀剂来控制金属在冷却水中的腐蚀,其使用寿命与整个工业发展水平会相适应。
(1)循环冷却水中使用的缓蚀剂种类。循环冷却水中无机缓蚀剂有:铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、聚合磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、锌盐;有机缓蚀剂有:胺化合物、膦酸盐、醛化合物、膦羧酸化合物、咪唑和噻唑类杂环化合物、硫醇等某些表面活性剂、肌氨、酸的N-酰化衍生物等。有机缓蚀剂品种繁多,在物质结构与缓蚀性能的理论引导下,新缓蚀剂的研究在不断深入,新品种层出不穷,可以这样说,凡具有一定的水溶性,分子结构中含有极性基团的物质大多数具有一定的缓蚀性能。
2)缓蚀剂的使用。自从发现缓蚀剂之间存在协同效应以来,循环冷却水系统很少单独使用一种药剂。全程水处理器从降低药剂的投加量,减少日常运转费用、保护环境等要求出发,全程水处理器根据使用系统的工艺条件和水质组成已经形成了很多药剂系列:有低pH值的酸性奎理系列,有自然pH值的碱性处理系列,有以聚合磷酸盐为主剂的磷系缓蚀剂系列,全程水处理器有以水玻璃为主剂的硅系缓蚀剂系列,有以钼酸钠和钨酸钠为主剂的钼系、钨系缓蚀剂系列,有主要以有机药剂组成的全有机缓蚀剂系列,有在高温、高热流密度、高氯离子、纯k、高压等特定场合使用的专用缓蚀剂系列,有适用铜、铝等有色金属的特效缓蚀剂系列等。缓蚀剂在使用时的配伍过程中还存在与其他水处理剂,如阻垢分散剂、杀生剂等的适应和增效问题。缓蚀剂在实际使用时有个最佳投加量,低于使用浓度有时会促进局部腐蚀;过量超过使用浓度,有时不但起不到缓蚀作用,甚至还可能促进金属的腐蚀,因此缓蚀剂在投入使用前需要经过合理的设计和严格的科学试验研究。
(3)缓蚀剂的电化学特性。缓蚀剂不能改变金属在水中发生腐蚀的热力学特性,缓蚀剂只能改变金属在水中腐蚀的速度,全程水处理器缓蚀剂对腐蚀电池电极过程影响。有些缓蚀剂只能阻滞腐蚀电池中的阳极反应,结果,金属的腐蚀速度就降低了,这类缓蚀剂称为阳极型缓蚀剂。像铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐和苯甲酸盐在水中能增加碳钢的阳极极化,表现在腐蚀电位正移。阳极型缓蚀剂往往是其阴离子迁移到金属的阳极表面使阳极反应受阻。这类缓蚀剂不妨碍腐蚀电池中阴极反应的进行,因此当它们在水中的数量不足以能阻止所有的阳极反应点时,这些剩余小面积阳极点就会形成点蚀,并且会快速腐蚀穿孔。但有一些有机阳极缓蚀剂的相对分子质量较大,除了抑制阳极反应外还有空遮蔽效应,同时间接地阻碍了阴极反应的进行。
实线是没有加缓蚀剂时的极化曲线,点画线是加缓蚀剂以后的极化曲线,全程水处理器阳极型缓蚀剂中阳极极化曲线变陡,腐蚀电位正移,腐蚀电流由ic下降到i亡。有些缓蚀剂在水中离解成的阳离子移向腐蚀电池阴极的表面,或阻止水中溶解氧的阴极还原过程,或与阴极还原反应的产物,如氢氧根经物理的或化学的作用形成保护膜、覆盖层,从而使阴极过程减慢,它们称为阴极型缓蚀剂,对于单一投加在冷却水中的缓蚀剂,其极性基团可在腐蚀电池的阴阳极表面发生物理吸附后对电极反应产生阻滞作用;或多个缓蚀剂同时投加时,分别抑制和阳极的电极过程,如图4 - 33 (c),阴阳极极化曲线都变陡,了,而自腐蚀电位可能变化不大,但腐蚀电流能从ic较大幅度地下降到记。
(4)缓蚀剂的成膜特性。缓蚀剂在冷却水中对金属腐蚀的抑制作用一般都是在金属表面形成了各种形式的膜状覆盖物所致。全程水处理器种覆盖物有氧化膜、沉淀膜和吸附膜三类主要形式,氧化性的缓蚀剂对在水中可钝化的金属表面形成氧化膜,如碳钢、铝、不锈钢等,而对铜和锌等金属很少有缓蚀效果,膜厚只有几百纳米,一般小于o。01-m。氧化膜达到一定厚度后,氧化速度很慢。这类缓蚀剂也会被水中具有相对还原性的物质所消耗。形成沉淀膜的缓蚀剂本身是溶于水的,它在水中与其他离子或与电极反应产物相结合形成难溶物或形成表面配合物,沉积在完整和致密,但它是电极反应物的一种扩散势垒。这类膜比较厚,可达0.1;-m,有时肉眼可见其色晕。
吸附膜型的缓蚀剂一般都是有机物质,它依靠分子结构中的极性基团吸附在金属的表面形成膜状物,全程水处理器改变了金属的表面性质,分子中体积较大的疏水基团遮蔽金属表面阻止溶解氧等去极化剂向金属表面扩散。这类缓蚀剂需要一个史清洁的金属表面,或可借助于其他分散剂、润湿剂来提高其缓蚀性能。

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