軟化水中碳鋼緩蝕劑的研究

[1]32+-32+[1]32+-32+摘要

軟化水中鋼緩蝕劑的研究棗莊市泰化工廠（山東棗莊277100）孫寶欒靜本文對以軟化水作為設(shè)備冷卻水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定問題進(jìn)行研究，篩選出了TH-681—鋅鹽復(fù)合緩蝕劑，水中鋅離子濃度以上對碳鋼設(shè)備緩蝕效果優(yōu)良。關(guān)鍵詞

軟化水腐蝕

TH-681鋅鹽緩蝕劑隨著水資源的日益短缺，節(jié)水已成為世界性的問題。近年來隨著反滲透等先進(jìn)水處理技術(shù)和設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使用軟化水或純水作為工業(yè)循環(huán)冷卻水得到了推廣，特別是一些高溫裝置需要使用軟化水才能滿足工業(yè)生產(chǎn)對冷卻換熱的要求。以上用途的軟化循環(huán)水中硬度一般在左右，這類水的顯著特是不結(jié)垢，但腐蝕性極強，因此解決金屬的腐蝕特別是碳鋼設(shè)備的腐蝕問題成為使用軟化水工作的關(guān)鍵。由于成本和環(huán)境保護等問題的制約，通常的碳鋼緩蝕劑如亞硝酸鹽、鉻酸鹽和鉬酸鹽無法采用，因此棗莊市泰和化工廠研發(fā)部門將開發(fā)使用性價比高，對環(huán)境友好的緩蝕劑為我們工作的重點。下面以我單位所設(shè)計處理的西部某大型石化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)實例來說明。1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)介紹：1.1設(shè)備材質(zhì)：A鋼，少量不銹鋼1.2平均水溫：30~40℃1.3水質(zhì)分析結(jié)果見表1表1石化廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)分析結(jié)果Camg/L

Mg

2+

總硬mg/L

總堿mg/L

Clmg/L

SO

4

PH

電導(dǎo)率us/cm

外觀mg/L

mg/L00.411.69157.2539.9467.708.43558.00

無色透明液體1.4通過計算，該水質(zhì)的指數(shù)為10左右，屬于強腐蝕性水質(zhì)。2配篩選：下我們模仿現(xiàn)場運行實況，采用旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗儀進(jìn)行藥劑篩選試驗，試驗結(jié)果見表2。2.1實驗條件：（1）試片材料：A鋼

規(guī)格：型50mm×25mm×2mm表面積

2

未預(yù)膜（2）水溫：40（3）轉(zhuǎn)速：96r/min（4）試驗用水：按分析指標(biāo)配制(配測PH=8.26)（5）方法：參照2159-91（水處理劑緩蝕性能的測定—旋轉(zhuǎn)掛片法表2掛試驗結(jié)果序號

藥劑名稱

投藥量/mg/L

試驗時間/h腐蝕速率/mm/a

現(xiàn)

象12456

空白TH-681TH-681+BTA羧酸酰胺HPA+Zn+磺酸鹽共

060606060

7272727272

4.05703.00352.83842.01360.2338

深棕黃色，絮狀物懸浮，底部有片狀銹蝕物棕黃，絮狀物懸浮棕黃，絮狀物懸浮棕黃，絮狀物懸浮棕黃，少量絮狀物懸浮

32+[232+[2聚物7

HPMA+Zn

2+

60

72

0.1995

淺黃，少量絮狀物懸浮8

TH-681+Zn

2+

60

72

0.0122

無色透明懸浮物片無點蝕，光亮如新9

TH-681+HPMA+Zn

2+

60

72

1.1533

棕黃，絮狀物懸浮通過表2試驗數(shù)據(jù)可以看出軟化水對碳鋼的腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)，而通常的水穩(wěn)劑如HPA/Zn

2+的緩蝕效果也并不理想加之溶鋅能力有限在使用上受限制通過試驗篩選出了具有良好緩蝕效果的TH-681鋅鹽的復(fù)配物。并通過進(jìn)一步的試驗確定了鋅離子最佳投放比例，見表3圖1表3不鋅離子濃度的緩蝕試驗結(jié)果序號1234

藥劑名稱TH-681/ZnTH-681/ZnTH-681/ZnTH-681/Zn

2+2+2+2+

投藥量（mg/L）60/260/460/560/6

腐蝕速率mm/a1.10830.71240.61780.0122

試驗后現(xiàn)象水呈棕黃色，絮狀物懸浮水呈棕黃色，絮狀物懸浮水呈棕黃色，絮狀物懸浮水無色透明，無懸浮物，試片無點蝕，光亮如新5

TH-681/Zn

2+

60/7

0.0116

水無色透明，無懸浮物，試片無點蝕，光亮如新通過以上試驗看出，TH-681鋅復(fù)配，在鋅離子達(dá)到以上時腐蝕速率遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。圖1不同鋅離子濃度的腐蝕速度3現(xiàn)場應(yīng)用試驗：該石化廠系統(tǒng)循環(huán)水量為/h采用Zn為緩蝕藥劑，以軟化水為補充水的系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用試驗（水質(zhì)分析結(jié)果見表，藥劑投加量為60-70mg/L，連續(xù)運行個，現(xiàn)場掛片腐蝕速率檢測結(jié)果見表4表4現(xiàn)場應(yīng)用緩蝕效果試片號120912101270

起止日期2004.11.20—2005.3.102004.11.20—2005.3.102004.11.20—2005.3.10

運行時間/d110110110

腐蝕速率mm/a0.01950.01180.0110運行時監(jiān)測循環(huán)水中鐵離子始終小于，水體呈無色。該藥劑性能優(yōu)良，能有效控制軟化水系統(tǒng)中碳鋼設(shè)備的腐蝕問題。4.理探討在冷卻水中，TH-681一種陽極型緩蝕劑，可以螯合鈣、鋅等二價金屬離子，TH-681－鋅體系中，形成的膦酸鋅絡(luò)合物在金屬表面形成了一層致密的化學(xué)吸附膜，阻止了腐蝕介質(zhì)向金屬擴散，使金屬得到保護。另外部分鋅鹽投入水中后會以氫氧化鋅的形式沉積在金屬表面，形成了陰極緩蝕膜，抑制了溶解氧的腐蝕。TH-681鋅鹽兩者配合使用表現(xiàn)出良好的協(xié)同增效作用。5.束語針對軟化水系統(tǒng)水質(zhì)腐蝕性極強的特點，采用－鋅復(fù)合緩蝕劑，在鋅離子濃度達(dá)到時，緩蝕效果優(yōu)良（碳鋼腐蝕速率<0.02mm/a），在具