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防腐涂层可减小水中杂质对换热器的危害

来源:东岳机械股份有限公司 时间:2017-7-20

    换热设备在使用过程中,换热面面临着复杂的介质腐蚀,还面临着高温,高流速冲刷的威胁。并且,涂层还增加了热阻,使传热效能下降。因此,好的防腐涂层应有良好的附着性,较小的热阻,并能针对不同流体介质有较好的耐温耐蚀能力。

  水中杂质对换热器的危害

  1、以离子或分子状态溶解于水中的杂质危害

  a、钙盐类 在水中的主要构成有Ca(HCO3)2、CaCl2、CaSO4、CaSiO3等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。其中,CaSO4是一种质硬、结晶细密的水垢,结构松散,附着力小,是一种比较松软的泥渣,从水中分离出来的具有流动性,即使附着在受热面上也容易清除。

  b、镁盐 在水中的主要构成有Mg(HCO3)、MgCl2、MgSO4等。镁溶解在水中后,在受热分解后生成Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2也是泥渣式水垢。溶解在水中的MgCl2、MgSO4,在水pH<7时,由于水解作用会造成金属壁的酸性腐蚀。

  c、钠盐 主要构成有NaCl、Na2SO4、NaHCO3等。NaCl不生成水垢,但在水中有游离氧存在,会加速金属壁的腐蚀;Na2SO4的含量过高,会在蒸发器后的附件上结盐,影响安全运行;水中的NaHCO3在温度和压力的作用下会分解出NaCO3、NaOH、CO2,会使金属晶粒受损。

  2、溶解氧气体的危害

  换热器发生腐蚀的原因很多,但腐蚀最严重的、速度最快的还是氧气。在原子次序表上,铁的电位在氢之上,在不含氧的中性水中,系统金属表面的铁原子失去电子成二价的离子(Fe-2e→Fe2+),Fe2+离子和水中的OH-离子在静电引力作用下结合[Fe2++2OH-→Fe(OH)2],并在水中建立下列平衡:

  Fe2++2OH-=Fe(OH)2

  当水中有氧气存在时,Fe(OH)2被进一步氧化成不溶性的氢氧化铁沉淀出来:

  4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

  由于Fe(OH)3沉淀,使阳极周围的铁离子转入水溶液,加速了腐蚀的进行。

  从上面的反应可以看出,水和氧是受腐蚀的必要条件,阳极部位是受腐蚀的部位,阴极部位是腐蚀生成物堆集的部位。当腐蚀在整个金属表面基本均匀地进行时,腐蚀的速度就不会很快,所以危害性不大,这种腐蚀称为全面腐蚀。当腐蚀集中于金属表面的某些部位时,则称为局部腐蚀。局部腐蚀的速度很快,容易锈穿,坑蚀在换热器中是常见的局部腐蚀,所以危害性很大。

  3、以胶体状态存在在的杂质对换热器的危害

  a、铁化合物 主要成分是Fe2O3,它会生成铁垢。当水中含有铁化合物较多时,水常呈黄色。

  b、微生物 由于空调冷却循环水的水温、溶解氧、营养物等对微生物提供了有利于繁殖的条件,微生物将大量滋生繁殖。微生物来源于土壤和空气中,冷却循环水的温度较高时,经过冷却塔曝气,含氧量增加,在水中往往投加磷酸盐等药剂,正好是微生物的养料,冷却塔又大都设于露天,日光照射利于藻类生长,微生物的繁殖不但阻塞板片通道,有时还会堵塞管路,还会使金属腐蚀。

  c、污泥 冷却循环水中的污泥,来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物。空气和水在对流交换过程中,大量空气在塔内接受循环水喷淋,使尘土进入水中,逐渐沉积在流速较低的换热器中。

  d、粘垢 主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成,它们常常附着在换热器壁面上,产生各种有机酸,这种酸也会引起腐蚀。 

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