PBTCA 预膜及缓蚀试验研究文献综述
2020-03-29 12:55:05
1 循环冷却水的腐蚀问题
工业循环冷却水系统的连续运行,水的浓缩而导致水中各种离子浓度增大,相应的腐蚀、结垢等问题亦随之发生。当补充水为工业新水时,由于钙、镁离子较多,如不进行水质稳定处理,会造成设备内部的结垢,降低换热效率,严重时还会堵塞管路,带来安全隐患;循环水系统为开路循环,水中溶解氧充分,溶氧腐蚀很容易进行,氯离子、硫酸根离子等也会对设备、管路等造成腐蚀;同时由于水中含有足够的有机物和无机物,水温达到25~35℃时,这些因素给微生物的生长繁殖提供了适宜的条件,微生物既能造成污垢沉积,又能造成腐蚀,在敞开式循环冷却水系统中,水垢、腐蚀和微生物危害习惯称为三大危害。
由于和周围介质相作用,使材料(通常是金属)遭受破坏或使材料性能恶化的过程称为腐蚀[1]。
腐蚀是一种化学或电化学过程,水中金属腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、微生物腐蚀及泡蚀、磨蚀等。最常见的包括均匀腐蚀、电偶腐蚀和微生物腐蚀、垢下腐蚀等[2]。
2 控制腐蚀的化学方法
缓蚀技术由于具有良好的效果和较高的经济效益,已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品生产加工、化工清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中,缓蚀技术已成为最主要的防腐蚀手段。使用缓蚀剂是一种较好的防腐蚀方法,其加入量甚微,不会改变介质的性质,同时也不需改变原来的设备和工艺,又不需要特殊的附加设备,且效率高,成本低,操作简单[3]。
2.1 添加缓蚀剂
根据腐蚀电化学理论,任何电化学腐蚀过程都是由金属溶解的阳极过程,以及去极化剂接受电子的阴极过程组成[4]。加入缓蚀剂后,就会使阳极过程或阴极过程受阻滞,或者同时使这二个过程受阻滞。从传统观点讲,无机缓蚀剂大都用于中性介质体系,它主要是影响金属的阳极过程和钝化状态。有机缓蚀剂主要是用于酸性介质体系,它主要是在金属表面形成吸附膜,从而影响腐蚀过程动力学,达到减缓腐蚀速度的目的。近年来,有机缓蚀剂在中性介质中,无机缓蚀剂在酸性介质中均有较成功的应用。如苯钾酸盐、有机磷酸盐在工业水和油田污水处理的应用;碘化合物在酸性介质中的使用等,特别是利用缓蚀剂之间的协同效应,开辟了无机和有机缓蚀剂的应用新前景。
2.2 缓蚀剂的作用机理
缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种,即电化学机理和物理化学机理。电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础,解释缓蚀剂的作用。而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据,说明缓蚀剂的作用。这两种机理处理问题的方式不同,但它们并不矛盾,而且还存在着某种因果关系。