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換熱軟化水設備的腐蝕性分析

2015-08-20 15:58:10

  使用軟化水的換熱設備大量應用于煉油、化工、造紙、紡織等各種生產行業,在我們的檢驗過程中曾多次發現這類設備遭受到嚴重腐蝕的現象。為從根本上了解此類設備受到破壞的原因,我們組織有關人員對勝華煉油廠部分換熱設備的腐蝕情況進行了跟蹤調查,通過對該廠軟化水水質及腐蝕產物的分析,論述了軟化水的腐蝕機理,并且提出了相應的防腐措施。

  軟化水是指天然水經過水質處理,將天然水中懸浮物質、膠體物質、溶解的高分子物質及溶解鹽類的Ca2+、Mg2+離子去除的水。軟化水在進入換熱設備之前若處理不當,將對換熱設備造成較為嚴重的腐蝕。

  腐蝕產物分析從軟化水腐蝕的管線和設備觀察,均勻腐蝕外觀形態表現為均勻的氧化物鐵銹層,呈疏松狀?孜g外觀形態表現為大量的氧化物鐵銹斑點,突出呈針乳狀。

 

軟化水設備

軟化水設備

  腐蝕機理金屬材料通常含有大量的雜質及非金屬夾雜物。金屬上的表面膜往往是不均勻的,當金屬表面層包含有化學上的不均勻性或物理缺陷(縫隙、裂紋、小孔穴等)時,點蝕就容易在這些薄弱環節上發生。

  腐蝕剛開始時,金屬整個表面都同含氧溶液接觸,因此,無論是在金屬表面蝕孔內還是蝕孔外金屬表面上,都進行著以氧還原作為陰極反應的腐蝕過程。蝕孔內溶液中的溶解氧只能靠擴散進入,由于蝕孔的幾何形狀及腐蝕產物的限制,使蝕孔外部本體溶液中的溶解氧很快就耗盡了,從而終止了蝕孔內的氧的還原的陰極反應,阻止了蝕孔內的微電池反應,而使蝕孔內金屬表面(陽極區)同蝕孔外自由暴露表面(陰極區)之間組成閉塞腐蝕電池。

  軟化水腐蝕影響因素

  溶解氧濃度的影響

  軟化水中的溶解氧對金屬的腐蝕起著重要的作用,在腐蝕著的金屬表面上,它起著陰極去極化劑的作用,促進金屬的腐蝕。即使在氧濃度很低的情況下,也能引起嚴重的腐蝕。隨著氧含量的增加,腐蝕速度加快。

  Cl-的影響

  氯離子的極化度高,半徑小,因此具有很高的極性和穿透性,易優先吸附于金屬表面,特別是在金屬表面成膜有缺陷或薄弱處或者在有縫隙的地方及應力集中的小孔處密集。在孔蝕發展過程中,隨著蝕孔內金屬離子的不斷增多,為保持電中性,孔外Cl-優先向蝕孔內遷移,引起蝕孔內進一步酸化,使蝕孔內處于HCl腐蝕環境下,促使孔內金屬的不斷溶解,并伴隨著H2的生成。

 

軟化水設備圖片

軟化水設備

  pH值的影響

  碳鋼在水中的腐蝕,當pH值為4~10時,腐蝕速率幾乎不變,在此范圍溶解氧的濃度擴散控制整個過程,氧擴散速率不變,腐蝕速率也不變。當pH值小于4時,氧化物覆蓋膜溶解,此時陽極反應既有析氫反應,又有耗氧反應,腐蝕速率不再受氧濃度擴散所控制,而是兩個去極化反應的綜合,腐蝕速率顯著增大。當pH值大于10時,鐵的表面形成鈍化膜,腐蝕速率降低,但水中含有Cl-時,鐵的表面鈍化膜不能出現,隨著氧濃度的增大,腐蝕速率增大。

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