循环冷却水中氯离子的危害和防护
3页1、循 篇下冷却水 中氯禽子的 危害和防护 汪祖模 徐玉佩 郑士忠 程 光熙 徐寿昌 周纹玉 一 、 研究水中氯离子危害和 防护的意义 研究工业循环冷却水中氯离子对铁金属 所造成 的危害 , 以及采用相应的防护措施 , 无论在国内还是国外 , 都是一项 非常重要 和带普遍性的研究课题 。 特别是上海地处沿 海 , 在每年的海水倒灌期 , 都不得不使用含高 氯离子的水作为工业用水 , 目前国内某些单 位对循环冷却水中氯离子浓度最高允许量规 定为2 。p pm , 这就极大地 限制了循环冷却水 浓缩倍数的提高 , 这 对工厂企业 的节能 、 节 水 、 提高经济效益 、 以及确定水源 、 减少排 污和降低污染等方 面 , 关 系 极 为密 一切。 若不解决水中氯离子对设备腐蚀 的控 制 , 那么在上海地区 , 长江口岸以及沿海地 区 , 较成功地推广水质稳定技术 , 较大 幅度 地提高浓缩倍数 , 获得较好的经济效益 , 将 是十分 困难 的 , 甚至还会影 响到某些企业能 否就近解决水源 , 能否 节约基建费用 , 缩短 筹建周期等问题 。 所以这一研究课题是有很 大意义的 。 二 、 水中
2、氯离子的危害 1 . 氮离子时均匀腐蚀的影响 水中氯离子 的危害及其程 度 , 无论 国内 外 , 看法都是颇为分岐的 , 对氯离子的腐蚀 机理 也无定见 。 目前比较一致的看法是 : 在 中性或近中性介质条件下 , 水中氯离子特别 是高浓度时 , 对铁金属是 一种腐蚀因素 , 但 并不是一种腐蚀剂 。 对均匀腐蚀而言 , 它 的 影响并不 严重 。 有人做过如下试验 : 对2 0 号 碳钢 , 在温度5 0 , pHS时 , 氯离子浓度从 sop pm 加到5 0 0p pm , 均匀腐蚀率只增加1 . 1 倍 ; 若从 100pPm 加到1 0 0 0p pn l , 均匀腐蚀 率也只增加 1 . 3倍 。 由 此可以说明水中的 氯离子对 碳钢来说 , 虽是一种腐蚀因素 , 然 而并不 严 重 。 为 什么说氯离子不是一 种腐 蚀剂?这是因为铁金 属腐蚀的本质是金 属 被 氧化 , 而 氯离子并未参加电极反应 , 氯离子 在 整个腐蚀过程 中并无电子 的得失 , 也没有 价态 的变化 。 从这个角度考虑 , 氯离子是铁 金属的腐蚀催化剂 , 而不是 一种腐蚀齐J 。 2 . 氮离子
3、对缝隙腐蚀的影响 缝隙腐蚀是指金属表 面被复盖部位暴露 在某些环境中所产生 的一种局部腐蚀类型 。 例如金属 表面 被复盖在污 垢 、 其它 金 属 、 塑料 、 灰尘 、 粘土和微生物腐蚀 产物等之 下 , 由此而产 生一定的缝隙 , 水 中氯离子 大 量的迁 入滞留 的缝隙里 , 在特定部位产生 高 浓度 的FeC I : 。 当然也不只是因F eCI: 水解 而使缝隙内的p H下降成为酸 化区 , 还与其 他因素 有关 。 缝隙过宽 和过窄 , 都不可能造 成滞留区 , 一般认 为宽度 在千分之儿英寸以 下才能成 为滞留区 ; 当宽度超过1/8英寸以 、) J 、 98 上时 , 滞 留区很少仔 在 , 因此缝隙腐蚀 也很 少发生 。 但在循环冷却水系统 中氯离子以及 滞 留的缝隙都是可能存在的 , 因此缝 隙腐蚀 几乎总会发生 。 3 . 叙 离子对点蚀的影响 水 中氯离子 的存在造成金属腐蚀 危害最 大 的是点蚀 。 点蚀一般指腐蚀深度P和腐蚀 孔的宽度d二之比大于 l 的破坏性最大的腐 蚀类型 。 点蚀孔区为阳极区 、 滞留区 、 高 F eC 12 及低pH区 。 pH值
4、甚至可低到3左右 , 氯离子迁 入滞留区的 结 果 , 必然造 成高 FeC I :, 由于F eC 12 的水解又产 生点蚀 孔内 的低pH值 , 低pH值的结果又必然导致点蚀 的发展 和蔓延 。 由于点蚀的发生往往和氯离子 的存在有 关 。 点蚀的起始原因常常是 由于金属表 面存 在着缺损 , 例如位 差 、 缺陷 、 杂质以及溶液 中溶质 的无序排 列 或存在着其他金 属离子 , 使得金属表 面的某一特定部 位在某一瞬 间铁 的溶解度升高 , 导致F e “+ 浓 度 的升高 , 并有大量 的氯 离 子 迁 入 , 最 后 才发生点 蚀 。 其次 , 氯离子并不是造成铁金属点蚀唯 一的离子 , C 工 O 一、 5 2 0 3 “一 等阴离子 也能导 致点蚀发生 , 一些 细菌滋生在金属 表面也 可 以导致点蚀 的发生 , 因此水中氯离子 的存在 是造成金属点蚀的一个 原因 。 4 . 氯离子对应力腐蚀开裂的影响 碳钢 、 特别是不锈钢 、 钦合金等在 含较 高氯离子浓度的介质中 , 可能发生 应力腐蚀 开裂 。 据日本统计 : 19 58年至1 9 6 9年的不锈 钢腐蚀的60
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