冷卻水對金屬設備的腐蝕特點

A. 工業循環冷卻水系統經常停產，對再次開機運行後會有哪些影響

工業用水在整個社會用水量中佔有相當大的比重，而冷卻用水在工業用水中又佔有最大的比重，約為工業用水的80%左右，如果不加處理，將對設備與管道產生腐蝕、結垢和微生物粘泥等障礙，為此，人們對工業用水、冷卻用水的處理倍加重視。因而循環水處理系統中產生的問題與水處理葯劑成為了社會關注的焦點。
1 循環冷卻水系統產生的問題
冷卻水在循環系統中不斷循環使用，由於水的溫度升高，水流速度的變化、水的蒸發，各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用，會產生比直流系統更為嚴重的各種問題。
1.1金屬材質腐蝕的產生
循環冷卻水金屬設備腐蝕是指設備材料（金屬材料或合金）與它所處的介質之間發生化學反應而腐蝕損耗的過程，它的本質是金屬失去電子而被氧化，從而引起的金屬設備的變質和破壞。
1.2 沉積物的析出和附著
天然水中溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成份。在循環冷卻水系統中，重碳酸鹽的濃度隨循環冷卻水蒸發、濃縮而增加，當其濃度達到飽和狀態時，會發生下列反應：Ca（HCO3）2= CaCO3↓+ CO2↑+ H2O 。CaCO3沉積在管道表面，形成緻密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。水垢附著影響產量，增加能耗，嚴重時，則換熱器、管道被堵。
同時循環水系統設備、管道主要材質是碳鋼，其腐蝕產物主要是氫氧化物和鐵的氧化物的水合物，呈膠體狀態，穩定地懸浮於水中，但當通過熱交換器時易在受熱面膠體相互凝集沉澱。沉澱的Fe2O3由於它的不連續性和不緻密性而對金屬無保護作用，而且由於它的磁性，粘著力強，且比重大，消除困難，形成污垢。將造成傳熱不勻、設備腐蝕（垢下腐蝕）、阻塞管路，更可能造成非計劃性停機停產。
1.3 微生物的滋生和粘泥
循環冷卻水中的微生物一般是指細菌、真菌和藻類，在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但在循環水中，由於養分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。若未得到有效控制，則微生物不斷繁殖滋生，大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質和化學沉澱物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在設備和管道的內表面，堵塞熱交換器，阻礙水的流動，並降低熱交換效率；而且在粘泥沉積的地方往往會造成沉積物下腐蝕。黏泥積附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外，還會使冷卻水的流量減少，從而降低換熱器的冷卻效率；嚴重時，這些生物黏泥會將管子堵死，迫使停產清洗。
2 循環水處理三大葯劑
目前工業循環水系統設備已廣泛地應用於現在工業的各個行業，為了防止出現金屬材質腐蝕、沉積物的析出和附著、微生物的滋生和粘泥等現象，我們必須通過投加水處理葯劑來確保循環水系統設備經濟、正常、安全運行。
2.1阻垢分散劑
阻垢分散劑是含有羧基、羥基、硫磺酸、膦酸基等基團的共聚物，由於它的直鏈上和部分支鏈含有膦酸基，因此具有優異的防垢性能，並有一定的防腐效果，與常用水處理劑配伍性好，使用范圍廣泛。
2.1.1作用機理
(1）晶格畸變作用
水垢結晶成長過程中，抑制劑被吸附在結晶成長格子中，此吸附作用會改變結晶正常形態，而阻礙其成長為較大結晶。以CaCO3垢為例，它的成長是由正帶電荷的Ca2+與帶負電荷的CO3-相撞才能彼此結合，並按一定方向成長。當水中加入螯合分散劑時，它的成分物質會吸附到CaCO3晶體的活性增長點上與Ca2+螯合，抑制了晶格向一定的方向成長，使晶體畸變，不在增大。另外，部分吸附在晶體上的化合物，隨著晶體增長而被捲入晶格中，使CaCO3晶格發生位錯，在垢層中形成一些空洞，分子與分子之間的相互作用減少，使硬垢變軟，因而極易被水流沖洗掉。
（2）增溶作用
阻垢分散劑能與水中Ca2+、Fe3+、Mg2+等金屬離子形成穩定絡合物，從而提高了CaCO3晶粒的析出時的過飽和度，也就是說增加了CaCO3在水中的溶解度。另外，由於有機膦酸吸附在CaCO3晶粒增長點上，使其畸變，即相對於不加葯劑的水平來說，形成的晶粒要細小得多。從顆粒分散度對溶解度影響的角度看，晶粒小也就意味著CaCO3溶解度變大，因此提高了CaCO3析出時的過飽和度。
（3）分散作用
螯合分散劑的分子在水中電離成陰離子後，由於物理或化學的作用，有強烈的吸附性，它會吸附到懸浮在水中的一些雜質的粒子上，使粒子表面帶有相同的負電荷，因而使粒子間相互靜電排斥，避免顆粒碰撞積聚成長，顆粒呈分散狀態懸浮於水中。
2.2 緩蝕劑
添加到水溶液介質中能抑制或降低金屬和合金屬腐蝕速度，改變金屬相合金腐蝕電極過程的一類添加劑稱為緩蝕劑或腐蝕劑或腐蝕抑制劑。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果顯著。
2.2.1作用機理
由於金屬腐蝕和緩蝕過程的復雜性以及緩蝕劑的多樣性，難以用同一種理論解釋各種各樣緩蝕劑的作用機理，概括起來可以分為兩種，即電化學機理和物理化學機理。
（1）電化學機理
電化學理論認為緩蝕劑通過加大腐蝕的陰極過程或陽極過程的阻力而減小金屬的腐蝕速率。金屬的腐蝕大多是金屬表面發生原電池反應的結果，這也是造成浸蝕腐蝕最主要的因素，原電池反應包括陽極反應和陰極反應。如果緩蝕劑可以抑制陽極、陰極反應中的任何一個或兩個，原電池反應將減緩，金屬的腐蝕速度就會減慢。

B. 循環水對設備腐蝕的主要原因是什麼

循環水的水質直來接影響裝置水源冷器及管路的安全運行,水質超標,對換熱器形成腐蝕,造成泄漏,泄漏進一步使水質惡化,惡化的水質再對冷換設備加重腐蝕,形成惡性循環,嚴重時造成裝置停產。循環水主要有工業和家用兩種，主要目的都是為了節約用水。工業循環水主要用在冷卻水系統中，所以也叫循環冷卻水。因為工業冷卻水占總用水量的90%以上。家庭循環水主要用在熱水器上。

C. 含氟化物(氟化銨，氟化鈉等)的循環冷卻水中如何保護這種水對金屬的腐蝕，比如軸承，導軌，等鋼鐵金屬件

氟化銨溶液因水解呈酸性比不水解呈中性的氟化鈉溶液腐蝕性更強，一般這類含氟化物的水溶液對金屬都有一定的腐蝕性，氟離子的高配位性往往會降低金屬的電極電位加劇金屬的電化侵蝕速度。控制溶液的酸鹼性從熱力學上可以一定程度抑制減緩對金屬的腐蝕，但對金屬表面作鈍化等陽極化處理可以從動力學上更有效地提高金屬的抗蝕能力。

D. 工業水處理的冷卻水

腐蝕：冷卻水在循環使用中，水在冷卻塔內和空氣充分接觸，使水中的溶解氧得到補充，所以循環水中溶解氧總是飽和的，水中溶解氧是造成金屬電化學腐蝕的主要原因。
結垢：水在冷卻塔中蒸發，使循環水中含鹽量逐漸增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸鈣在傳熱面上結垢析出的傾向增加。
粘泥：冷卻水和空氣接觸，吸收了空氣中大量的灰塵、泥沙、微生物及其孢子，使系統的污泥增加。冷卻塔內的光照、適宜的溫度、充足的氧和養分都有利於細菌和藻類的生長，從而使系統粘泥增加，在換熱器內沉積下來，造成了粘泥的危害。
冷卻水的循環使用對換熱器帶來的腐蝕、結垢和粘泥問題要比使用直流水嚴重得多。因此，循環冷卻水如果不加以處理，則以上問題的發生將使換熱設備的水流阻力加大，水泵的電耗增加，傳熱效率降低，並使生產工藝條件處於不正常狀況。一些工廠，為了提高傳熱效率的需要，換熱器的管壁很薄，並且嚴格控制污垢的厚度，換熱器一旦發生腐蝕或結垢，尤其是局部腐蝕的發生，後果相當嚴重！因此，換熱系統必須綜合解決腐蝕、結垢和微生物粘泥三個問題。