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适合不锈钢管凝汽器的水质稳定剂研究
发布时间:2011/4/1  阅读次数:2642  字体大小: 【】 【】【
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3.2 不同水质稳定剂对不锈钢的缓蚀性能
根据以上不锈钢的耐蚀性特点,笔者认为,如果在原水中加入可以抑制含氧酸根离子沉积的药剂,通过保持[Cl-]/[Ca2+]比值的稳定(使其维持在较低的范围内),就可以达到降低冷却水对不锈钢侵蚀性的目的。也即可以采用络合增溶类的阻垢剂,这类阻垢剂在冷却水中一方面可增大成垢盐类的溶解度,防止垢类的沉积;另一方面通过阻垢作用保持冷却水中氯离子浓度和含氧酸根离子浓度的比值,防止不锈钢发生点蚀。图3 为不锈钢电极在含某复配药剂的冷却水中的极化曲线,该水质稳定剂的主要成分为有机瞵酸等阻垢剂,图中数字为测定相应曲线时水样的浓缩倍率。结果显示,不锈钢在浓缩至6 倍的冷却水中仍未出现点蚀;同时测定冷却水中[Cl-]/[Ca2+]比值的变化,发现在冷却水浓缩过程中,[Cl-]/[Ca2+]比值维持在1.16~1.20 之间,说明该药剂具有良好的阻垢性能和对不锈钢的缓蚀性能。

图 3 不锈钢在含某复配药剂的冷却水中的极化曲线

在这种情况下,水质稳定剂中就没有必要加入传统意义上的缓蚀剂,如钼酸盐、锌盐等。
事实上,含锌盐等缓蚀剂的水质稳定剂对不锈钢并没有起到缓蚀作用,图4 为不锈钢电极在含锌盐水质稳定剂的冷却水中的极化曲线,显示水质稳定剂中加入锌盐后,对不锈钢的缓蚀作用反而下降。在冷却水浓缩至4 倍时就已经出现不锈钢点蚀电位的下降(与图3 比较)。
锌盐是一种阴极型缓蚀剂,它可以与阴极区水体中的氢氧根离子结合在金属表面形成氢氧化锌沉淀膜,这层沉淀膜对碳钢等金属具有较好的保护作用。但是对不锈钢来说,这层沉淀膜可能通过阻止氧气分子与不锈钢表面充分接触,而影响了不锈钢表面钝化膜的致密性和保护性,从而使不锈钢的耐蚀性能下降。

图4 不锈钢电极在含锌盐水质稳定剂的冷却水中的极化曲线

同理,BTA 等铜合金的缓蚀剂也不适用于不锈钢。图5 为不锈钢电极在含不同浓度的某铜管凝汽器水质稳定剂(缓蚀剂为BTA)的模拟冷却水中的极化曲线,可见水质稳定剂的加入反而使不锈钢的点蚀电位下降。因此,对不锈钢管凝汽器,应当慎用铜管凝汽器的水质稳定剂。

图5 304 不锈钢电极在含不同浓度某铜管凝汽器水稳剂的模拟水中的极化曲线

4 结论
在本文实验用冷却水原水中不锈钢不出现点蚀。但随着原水的浓缩不锈钢出现点蚀,且浓缩倍率越高,点蚀电位越低。点蚀的发生是由于冷却水在浓缩过程中出现垢类沉积,导致冷却水中含氧酸根离子浓度的下降。
在模拟冷却水中,不锈钢电极的点蚀电位与[Cl-]/[SO42−]比值直接相关,[Cl-]/[SO42−]比值越大,模拟水对不锈钢的侵蚀性越大;冷却水中硫酸根离子浓度的增加可使不锈钢耐点蚀性能增强,使不产生点蚀的极限氯离子浓度增大。
本文根据不锈钢耐蚀性特点复配的以阻垢为主要目的的水质稳定剂具有良好的阻垢性能和对不锈钢的缓蚀性能,不锈钢在含此药剂且浓缩至6 倍的冷却水中仍未点蚀。水质稳定剂中加入锌盐后,对不锈钢的缓蚀作用反而下降。含BTA 的铜管凝汽器水质稳定剂对不锈钢没有缓蚀作用。
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