工业冷却水系统中金属的腐蚀与防护PDF电子书下载

目录 1

第1章 基础知识 1

1．天然水 2

1.1 天然水中的杂质 2

1.2 地面水与地下水 3

1.3 各种天然水的成分 3

2．城市给水、工业给水和工业冷却水 4

3．冷却水系统 5

3.1 直流冷却水系统 5

3.2 密闭式循环冷却水系统 6

3.3敞开式循环冷却水系统 7

3.3.1 概况 7

3.3.2 水源 8

3.3.3 旁流处理 8

3.3.4 优缺点 9

4．敞开式循环冷却水的水质指标 9

1.1.2 应用实例 1 10

5．冷却水系统中的换热器 11

6．冷却水系统中金属的耐蚀性要求 12

7．冷却水的水质判断 13

7.1 水的饱和pH——pH． 14

7.2 Langelier指数 16

7.3 Ryznar指数 17

7.4 Puckorius指数 18

7.5 水质判断指数的局限性 19

7.6 其它的水质判断指数 20

7.6.1 Larson指数 20

7.6.3 Casi1指数 21

7.6.2 推动力指数 21

7.6.4 侵蚀性指数 22

7.6.5 Rlddick腐蚀指数 23

7.7 Pisigan-Singley腐蚀速率计算式 23

第2章 工业冷却水系统中金属的腐蚀 27

1．冷却水系统中金属的腐蚀反应 27

1.1 日常运行时金属的腐蚀反应 27

1.2 酸洗时或加酸过多时金属的腐蚀反应 28

2．冷却水系统中金属的腐蚀形态 28

2.2 电偶腐蚀 29

2.1 均匀腐蚀 29

2.3 缝隙腐蚀 30

2.4 孔蚀 32

2.5 晶间腐蚀 33

2.6 选择性腐蚀 34

2.7 磨损腐蚀 34

2.8 应力腐蚀 36

3．冷却水对金属腐蚀的影响因素 38

3.1 化学因素 38

3.1.1 pH 38

3.1.2 阴离子 39

3.1.3 络合剂 40

3.1.4 硬度 41

3.1.5 金属离子 41

3.1.6 溶解氧 41

3.1.7 二氧化碳 43

3.1.8 氨 43

3.1.10 二氧化硫 44

3.1.11 氯 44

3.1.9 硫化氢 44

3.1.12 酸、碱、盐的浓度 45

3.2.1 流速 46

3.2 物理因素 46

3.1.13 悬浮物 46

3.2.2 电偶 48

3.2.3 温度 48

4．冷却水系统中换热器管子的腐蚀隐患 50

4.1 变动材质 50

4.2 酸洗 50

4.3 装运或水压试验 51

4.4 残余应力 51

4.8 晶粒取向 52

4.6 热处理 52

4.7 杂质金属 52

4.5 高温沾污 52

4.9 表面状态 53

4.10 凹陷 53

4.11 分层 53

4.12 管头打磨 54

第3章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅰ——添加冷却水缓蚀剂 55

1．冷却水系统中金属的防护方法 55

2．冷却水缓蚀剂及其条件 56

3．单一冷却水缓蚀剂 57

3.1 铬酸盐 58

3.2 亚硝酸盐 59

3.3 硅酸盐 60

3.4 钼酸盐 61

3.5 锌盐 62

3.6 磷酸盐 64

3.7 聚磷酸盐 65

3.8 有机多元膦酸 67

3.9 膦羧酸 69

3.10 巯基苯并噻唑 70

3.11 苯并三唑和甲基苯并三唑 71

3.12 硫酸亚铁 73

4．复合冷却水缓蚀剂 74

4.1 协同作用和增效作用 74

4.2 复合冷却水缓蚀剂的优点 75

4.3 复合冷却水缓蚀剂的分类 76

4.4 复合冷却水缓蚀剂的实例 77

4.4.1 铬酸盐-锌盐和铬酸盐-锌盐-膦酸盐 77

4.4.2 聚磷酸盐-锌盐 79

4.4.3 锌盐-膦酸盐 80

4.4.4 锌盐-膦羧酸-分散剂 81

4.4.5 膦酸盐-膦酸盐 82

4.4.6 聚磷酸盐-膦酸盐 83

4.4.7 聚磷酸盐-正磷酸盐 84

5．冷却水缓蚀剂的选择依据 85

5.1 换热器材质和水质 85

5.2 Ryznar指数和要求的腐蚀速率 86

5.3 冷却水水处理剂选择图 87

5.4 冷却水系统的类型 88

5.4.1 直流冷却水系统 88

5.4.2 密闭式循环冷却水系统 88

5.4.3 敞开式循环冷却水系统 90

6．缓蚀剂控制腐蚀的优缺点 90

7．冷却水缓蚀剂的发展趋向 91

8．应用实例 92

第4章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅱ——提高冷却水的pH 94

1．碳钢腐蚀速率与pH的关系 94

2．Fe-H2O体系的腐蚀行为估计图 95

3．碱性冷却水处理 97

3.1 概况 97

3.2 遇到的问题 99

4．碱性冷却水处理用的复合水处理剂 100

4.1 聚磷酸盐-正磷酸盐-有机多元膦酸-聚合物分散剂 100

4.2 聚磷酸盐-有机多元膦酸-聚合物分散剂 101

4.3 有机多元膦酸-聚合物分散剂-唑类 101

4.4 锌盐-HEDP-PMA 102

4.5 HEDP-PMA 102

4.6 多元醇磷酸酯-丙烯酸系共聚物 103

5．应用实例 103

第5章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅲ——新型耐蚀材料换热器 106

1.1.1 耐蚀性特点 107

1．钛和钛钯合金换热器 107

1.1 钛换热器 107

1.2 钛钯合金换热器 111

1.2.1 耐蚀性特点 111

1.2.2 应用实例 112

2．254SMO全奥氏体不锈钢凝汽器 112

2.1 254SMO不锈钢的性能 113

2.2 应用实例 115

3．5454铝镁合金换热器 115

3.1 性能 116

3.2 应用实例 119

4．氟塑料换热器 119

4.1 制造换热器用的氟塑料 120

4.2 结构 121

4.2.1 列管式换热器 122

4.2.2 浸入式换热器 122

4.3 性能 123

4.4 应用实例 123

5．聚丙烯类换热器 124

5.1 聚丙烯换热器 124

5.1.1 特点与性能 124

5.1.2 结构与规格 127

5.1.3 应用实例 127

5.3 石墨改性聚丙烯换热器 130

5.3.1 特点与性能 130

5.2 增强聚丙烯换热器 130

5.3.2 应用实例 132

6．化工搪瓷和微晶搪瓷换热器 132

6.1 化工搪瓷 132

6.2 微晶搪瓷 133

6.3 应用实例 134

6.3.1 强腐蚀性场合 135

6.3.2 温度急变场合 135

第6章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅳ——冷却水防腐涂料 136

1．冷却水防腐涂料的特点 136

2.2 防腐颜料 137

2.1 基料 137

2．冷却水防腐涂料的组成 137

2.3 溶剂 138

2.4 杀生剂 138

3．冷却水防腐涂料的作用机理 138

3.1 屏蔽作用 139

3.2 缓蚀作用 139

3.3 阴极保护作用 140

3.4 pH缓冲作用 140

4．环氧三聚氰胺甲醛防腐涂料——CH-784涂料 141

4.1 涂料的组成 141

4.1.1 底漆 142

4.2.2 耐蚀性能 143

4.2.1 物理机械性能 143

4.1.2 面漆 143

4.2 主要性能 143

4.3 施工工艺 144

4.3.1 施工工艺要求 144

4.3.2 施工工艺流程 144

4.3.3 施工方法 145

4.3.4 注意事项 146

4.4 使用寿命 147

4.5 应用实例 147

5．富锌底漆 148

5.1 简介 148

6．冷却水防腐涂料的优缺点 150

6.1 优点 150

5.2 应用实例 150

6.2 缺点 151

第7章 工业冷却水系统中金属的防护V——阴极保护 152

1．冷却水系统中的阴极保护 152

1.1 用途 152

1.2 阴极保护方法的选择 154

2．阴极保护的保护电位值 155

3．阴极保护所需的总电流 155

4．牺牲阳极阴极保护 156

4.1 牺牲阳极的材料 156

4.2 牺牲阳极的结构 158

4.3 牺牲阳极的安装 158

5．外加电流阴极保护 158

5.1.2 阳极的形式 159

5.1 辅助阳极 159

5.1.1 阳极材料 159

5.1.3 阳极的安装 160

5.2 参考电极 161

6．阴极保护的应用实例 162

6.1 海水换热器的牺牲阳极阴极保护 162

6.1.1 概况 162

6.1.2 运行情况 163

6.1.3 存在的主要问题 163

6.2 海水凝汽器的联合保护 165

6.2.1 概况 165

6.2.2 联合保护方案 165

6.3 冷却水输水管道内壁的阴极保护 167

6.2.3 阴极保护系统运行情况 167

6.2.4 联合保护的优点及经济效益 167

6.3.1 概况 168

6.3.2 阴极保护的参数 169

6.3.3 阴极保护系统的设计 169

6.3.4 保护电位的测量 170

6.3.5 运行情况和保护效果 170

第8章 工业冷却水系统中的微生物腐蚀与防护 171

1．冷却水中的微生物 171

1.1 真菌 171

1.3 细菌 172

1.3.1 产粘泥细菌 172

1.2 藻类 172

1.3.2 铁沉积细菌 173

1.3.3 产硫化物细菌 174

1.3.4 产酸细菌 175

2．冷却水中金属的微生物腐蚀 176

2.1 铁和低碳钢 176

2.2 不锈钢 177

2.3 铜和铜合金 178

2.4 镍和镍合金 178

2.5 钛和钛合金 179

3.1.1 沉积物的颜色 180

3.1 微生物沉积物 180

3．冷却水系统中微生物腐蚀的特征 180

2.6 非金属材料 180

3.1.2 沉积物的形状和部位 181

3.2 蚀孔的形状 181

4．冷却水系统中微生物腐蚀的监测 182

4.1 微生物的监测 182

4.2 腐蚀的监测 182

5．冷却水系统中微生物腐蚀的控制 183

5.1 控制方法 183

5.1.1 选用耐蚀材料 183

5.1.2 控制水质 183

5.1.3 采用杀生涂料 183

5.1.7 旁流过滤 184

5.1.6 防止阳光照射 184

5.1.5 清洗 184

5.1.4 阴极保护 184

5.1.8 混凝沉淀 185

5.1.9 噬菌体法 185

5.1.10 添加杀生剂 185

5.2 微生物生长控制的指标 186

6．冷却水杀生剂 186

6.1 优良的冷却水杀生剂应具备的条件 186

6.2 冷却水系统杀生剂的选择依据 187

6.3 氧化性杀生剂 187

6.3.1 氯 188

6.3.2 次氯酸盐 189

6.3.3 氯化异氰尿酸 190

6.3.4 二氧化氯 191

6.3.5 溴化丙酰胺 192

6.3.6 臭氧 192

6.4 非氧化性杀生剂 193

6.4.1 氯酚类 193

6.4.2 有机锡化合物 194

6.4.3 季铵盐 194

6.4.4 有机胺类 196

6.4.5 有机硫化合物 197

6.4.6 铜盐 198

6.4.7 异噻唑啉酮 198

6.4.8 戊二醛 200

6.5.4 添加方式 202

6.5.3 温度和pH 202

6.5.5 停留时间 202

6.5 使用中的注意事项 202

6.5.2 抗药性 202

6.5.1 与分散剂联合使用 202

7．冷却水系统中微生物腐蚀及其控制实例 203

7.1 微生物腐蚀的事例 203

7.2 冷态运行杀菌灭藻处理方案 203

7.2.1 冷却水系统概况 203

7.2.2 杀菌灭藻处理方案 205

7.2.3 效果 205

第9章 工业冷却水系统的清洗 207

1.1 冷却水系统中的污垢 208

1．冷却水系统清洗的概况 208

1.2 清洗工作的概况 209

2．物理清洗 210

2.1 优缺点 210

2.2 常用的物理清洗方法 210

2.2.1 捅刷 210

2.2.2 吹气 210

2.2.3 冲洗 211

2.2.4 反冲洗 211

2.2.5 高压水力清洗 212

2.2.6 刮管器清洗 213

3．化学清洗 215

3.1 优缺点 215

2.2.8 刷子清洗 215

2.2.7 胶球清洗 215

3.2 分类 216

3.2.1 按清洗方式分类 216

3.2.2 按所用清洗剂分类 216

3.2.3 按生产装置状况分类 217

3.3 主要的化学清洗方法 217

3.3.1 碱清洗 218

3.3.2 酸清洗 219

3.3.3 络合剂清洗 226

3.3.4 聚电解质清洗 229

3.3.5 表面活性剂清洗 231

3.3.6 杀生剂清洗 232

3.3.7 有机溶剂清洗 232

3.4 化学清洗方法的选择 233

4．钝化 235

4.1 钝化的目的 235

4.2 钝化液的组成和使用 235

5．预膜 236

5.1 预膜的目的 236

5.2 预膜方案的分类 238

5.2.1 采用专用配方的预膜方案 238

5.2.2 提高浓度的预膜方案 238

5.4.2 膦酸盐预膜方案 239

5.4.1 聚磷酸盐预膜方案 239

5.3 预膜的时机 239

5.4 代表性的预膜方案 239

5.4.3 钼酸盐预膜方案 240

5.4.4 聚磷酸盐-锌盐预膜方案 240

5.4.5 铬酸盐-聚磷酸盐-锌盐预膜方案 241

5.5 预膜中的注意事项 241

6．应用实例 242

6.1 清洗方案 242

6.2 预膜方案 242

6.3 清洗和预膜的效果 243

第10章 工业冷却水系统的腐蚀事故及其处理 244

1．低pH漂移腐蚀事故及其处理 244

1.1 原因 244

1.1.2 加氯过量 245

1.1.1 加酸过量 245

1.2 影响 246

1.2.1 腐蚀速率的上升 246

1.2.2 污垢物质的生成 247

1.3 防止 247

1.3.1 加酸过量的防止 247

1.3.2 加氯过量的防止 248

1.4 复原 248

1.4.1 提高冷却水的pH 248

1.4.2 除去污垢形成物质 250

1.4.3 重新预膜 250

1.4.4 善后问题 251

1.5 处理方案 251

1.5.1 几种方案 252

1.6 处理实例 254

1.5.2 碱性物质的添加量 254

2．漏油腐蚀事故及其处理 255

2.1 漏油与腐蚀 255

2.2 处理方案 256

2.2.1 概况 257

2.2.2 具体内容 257

2.3 漏油处理实例 258

2.3.1 漏油情况 258

2.3.2 找出漏油源 259

2.3.3 机械冲洗 259

2.3.4 机械除油 259

2.3.6 微生物生长的控制 260

2.3.5 化学清洗 260

2.3.7 处理结果 261

2.3.8 转入正常运行 261

2.4 几点意见 261

2.4.1 缓蚀剂的选用 261

2.4.2 旁滤池滤料的更换 261

2.4.3 泡沫的消除 261

第11章 工业冷却水系统中金属腐蚀的监测 262

1．试片法 262

1.1 试片的材质和规格 262

1.2 试片的预处理 263

1.3 试片的安装 263

1.5 监测内容 265

1.4 监测时间 265

1.5.1 外观检查 266

1.5.2 腐蚀速率的测定 266

1.5.3 孔蚀监测 266

1.6 优点和局限性 266

2．试验管法 267

3．线性极化法 268

3.1 原理 269

3.2 测量装置 270

3.3 优缺点 270

4．电阻法 271

4.1 原理 271

4.2 与其他方法相比 272

5.1 结构 273

5．监测换热器法 273

5.2 操作条件 274

5.3 腐蚀数据的收集 275

6．腐蚀监测的实例 275

6.1 实验型冷却水系统中的监测 275

6.1.1 加氯过量 276

6.1.2 加酸过量 277

6.1.3 温度升高 278

6.2 工业冷却水系统中的监测 278

6.2.1 炼油厂冷却水系统 280

6.2.2 空调冷却水系统 280

6.2.3 冶炼炉冷却水系统 280

参考文献 281