循环冷却水处理实用级知识（四）
一、腐蚀形态
腐蚀形态
腐蚀常见的形态有均匀腐蚀、点蚀、侵蚀、选择性腐蚀、垢下腐蚀、缝隙腐蚀、水线腐蚀、应力腐蚀。其中均匀腐蚀是在金属正常的腐蚀允许范围内，一般在设计时纳入设计寿命之中。
最常见的一种腐蚀形态：疏松垢下的点蚀，是由于形成高度活化的局部阳极区造成的。
阳极区：离子的浓度差、氧浓差，在金属高温区、表面的冶金缺陷部位(切痕、划伤或裂缝处)。
点蚀深度与大阴极和小阳极的面积比率成正比关系。
点蚀系数：点蚀深度对平均腐蚀深度的比率值。点蚀常发生在腐蚀产物的下面。
侵蚀
是在高流速条件下形成的。分为冲击腐蚀和气蚀两种。
(1)冲击腐蚀
在湍流水中，含溶解固形物和悬浮物或所携带的气体含量较高的水中，氧化物的钝化膜常遭受破坏，使金属设备产生严重的局部腐蚀。
如换热器管束的入口、节流区、直角弯管及弯头处受水侵蚀最严重。铜及其合金。较能抗冲击腐蚀。
(2)气蚀
在流速高、压力变化大，且含溶解气体或渗入气体的水中易发生。当水流到较高压力时,低压区形成的气袋发生破裂,产生很高的冲击压力,破坏氧化保护膜.
气蚀外表往往是又深又圆的麻坑,但无锈瘤。如泵叶轮的吸水侧、管网系统的直角弯管、球阀或闸阀的出水侧。溶解氮含量高时会加剧气蚀。
选择性腐蚀
合金中的某一种元素首先被侵蚀，从合金主体中被浸提出。
(1)脱锌腐蚀
锌从黄铜中侵蚀下来，使铜的结构变成脆弱的孔状体，表面呈淡红色，而不是黄色。
当存在氧的浓度差、低流速、高温、酸性和碱性介质和曝气的水，会加剧这种侵蚀。
脱锌有两种：塞式(在高盐水中，涉及面积小，但穿透很深)和层式(面积大且均匀，沿整个金属表面发生)
(2)石墨化作用
铸铁会选择性地失铁，金属保持一个弱石墨和氧化铁结构。石墨的过电压很低，会由于氧的放出而导致侵蚀蔓延。通常情况下，晶粒边界首先受到侵蚀，然后逐步蔓延。在低pH值、高含量溶解固体、硫化氢气体之类的酸性污染物会加速石墨化作用。
(3)脱铝腐蚀
通常在海水环境中发生。
垢下腐蚀
沉积物控制不善，会引起垢下腐蚀。一旦发生，腐蚀会循环加剧，药剂也无济于事。低流速区域易发生。
缝隙腐蚀
缝隙处会聚集侵蚀性离子，产生氧浓差，因而难以达到钝态。侵蚀程度与阳极缝隙的面积和周围的阴极面积的比率成正比关系。要钝化这些区域，要加大腐蚀抑制剂的剂量。
水线侵蚀
在未充满水的配水系统或热交换器以及各种容器内都有一个三相区：上部是空气，下部是冷却水和金属本身。三相的存在会同时产生充气浓差电池和缝隙腐蚀。
在金属和交界的弯月面部分容易发生氧的去极化，这一充满气体的部分成为阴极，而紧挨着它的金属区则为阳极。一般用阴极抑制剂来克服水线侵蚀，但剂量要适当。
应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂通常有两种形式：
(1)晶间开裂腐蚀
晶间开裂腐蚀产生于晶粒边界之间;一般出现在阳极晶粒的边界。如奥氏体和马氏体不锈钢的应力腐蚀。
金属在制造过程中常处于应力状态，会在垂直于应力方向上开裂。在高温、高氯化物浓度或腐蚀条件的存在，都会促使晶间腐蚀开裂。
二、腐蚀的控制
提高pH值
碳钢的腐蚀速度与PH值的关系
由金属腐蚀的理论可知，随着水pH值的增加，水中氢离子的浓度降低，金属腐蚀过程中氢离子去极化的阴极反应受到抑制，碳钢表面生成氧化性保护膜的倾向增大，故冷却水对碳钢的腐蚀性随其PH值的增加而降低。这种情况可以用图中碳钢腐蚀速度与水pH值的关系曲线 (实线)来说明。
由图中可见，碳钢在冷却水中的腐蚀速度随水pH值的升高而降低。
添加缓蚀剂
腐蚀抑制剂按其控制的腐蚀反应分为阳极型、阴极型和混合型三种类型。阳极抑制剂经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层膜，或与金属离子反应后形成膜。阴极抑制剂使金属形成它本身的金属氧化物保护膜。阴阳抑制剂与水中可能变成腐蚀产物的成分发生反应。
抑制剂的选用与冷却水系统的设计参数、水的成分、金属的类型、应力、清洁程度、水流速度以及水处理所要达到的程度、pH值、溶解氧含量、盐、悬浮物成分等。
选用耐蚀材料的换热器
采用耐蚀材料制成换热器防止冷却水系统中金属腐蚀的优点是运行时的技术管理比较简单、方便;成本高是缺点。
用防腐阻垢涂料涂覆
随着高分子化学工业的发展，人们已经开发了一些性能优良的涂料去保护工业冷却水系统中碳钢换热器(水冷器)的管束、管板和水室等与冷却水接触的部位，以抑制冷却水引起的腐蚀和结垢。防腐作用机理主要有四种：屏蔽作用、缓蚀作用、阴极保护作用、pH缓冲作用。
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