强腐蚀性循环冷却水系统铜管防腐技术的研究

　　强腐蚀性循环冷却水系统铜管防腐技术的研究彭！胜（茂名热电厂，广东茂名525011）成分为“PAAHEDPBTA的水质稳定剂，该水质稳定剂是由两种高效铜缓蚀剂与其它阻垢剂一起复配而成的。试验结果表明：该水质稳定剂具有优良的防腐抗氧化性能，能有效防止铜管腐饨并且可以与氧化型抗微生物剂NaClO联合使用而不影响其防腐蚀效果。

　　水可分为腐蚀型、结垢型和结垢-腐蚀型三类11-21，理论和经验都表明，由于纯粹的腐蚀型水质中成垢离子（如Ca2+Mg2+CO3-，SO4-，PO3-和SiO2-等）的浓度较低，故不可能出现明显的结垢问题，因此只需解决腐蚀问题。

　　茂名热电厂机组凝汽器的冷却系统为敞开式循环冷却水系统，补充水源为澄清水，表1是澄清水的水质全分析结果，其中硬度、碱度均以CaCO3计。

　　表1数据说明：该水属超低硬度水，其碱度也~120，是一种腐蚀性较强的水。

　　表1澄清水水质全分析结果pH值针对该循环冷却水系统特点，拟采用投加阻垢缓蚀、抗微生物剂（以下简称“杀生剂”）的化学方法处理循环冷却水。本文仅介绍有关防腐方面的试2试验方法21试片和试验用水1A铜管从管口沿纵向平均剖成四块，然后保持原弧状截切成长方形试片，长3.3~3. 360号600号?金相砂纸）打磨直到抛光试片，用软布或软刷清除表面的机械杂质，然后用易挥发且不留残物的溶剂丙酮洗净试片，*后放入干燥器中备用。试验用水为本厂的化学补给水。

　　22动态挂片试验根据预选缓蚀剂的试验结果，选择两种高效铜缓蚀剂1，23苯并三氮唑（BTA）和2巯基苯并噻唑（MBT）与其它阻垢剂一起复配成三种水质稳定剂，即水质稳定剂A，B和C，进一步试验考查铜管在含有该水质稳定剂的试验水中的防腐效果。

　　水质稳定剂A，B和C的主要成分分别是“PAA ATMPMBT采用动态试验方法，试验温度（40 1）Q恒温摇床摇动的旋转频率为50r/min镀膜试片和未镀膜试片的挂片持续时间分别为3极化曲线的测量米用动电位扫描法，扫描速度1mV/s.测量系统由TD3690恒电位仪、HD1A信号发生器、308611函数记录仪和三电极电解池组成。在三电极电解池中，参比电极为饱和甘汞电极（SCE），辅助电极为大面积铂片电极，工作电极由HSn70 1A铜管制成，工作面积为1cm2.试验温度用恒温水24NaCIO消毒剂影响试验在浓缩倍率为4的条件下，分别加入剂量为4mg/L、8mg/L的水质稳定剂B挂入试片，然后加入剂量为10mg/L的NaClO消毒剂，在与动态挂片试验相同的条件下进行试验，同时进行不加NaClO的对比试验。

　　3结果与讨论31试片的形貌果为：未加水质稳定剂时，试片表面腐蚀严重。

　　例如，未镀膜的试片（试验序号为1号、2号）浸泡12h后出现红色腐蚀，浸泡1 287h后，试片内外表面腐蚀严重；未镀膜的试片（3号、4号）浸泡24h后出现绿色腐蚀产物。当投加水质稳定剂后，试片得到不同程度的保护。说明该水作循环冷却水时必须投加水质稳定剂，以防止凝汽器铜管腐蚀。

　　试片镀膜后耐腐蚀能力明显强。有水质稳定剂存在时，除一个试片（6号）外，其它镀膜试片（7号、9号和11号）的棕红色保护膜的完整性和光泽度在浸泡的全过程中未觉察有明显变化，未发现点蚀；没有水质稳定剂时，镀膜试片（3号）的棕红色保护膜虽然发生了一定程度的退化，但也未出现点蚀。这说明FeSO4形成的膜具有较好的保护作用。

　　比较三种水质稳定剂对应的试片形貌，可以看出它们防腐的优劣顺序是BA>C.例如，水质稳定剂的投药量同为10mg/L时，试验序号为10号和15号的试片铜光泽如初，而序号为13号的试片表面发暗，其外表面上端开孔右角处有明显绿色腐蚀区。水质稳定剂A，B的缓蚀组分含有BTA，水质稳定剂C的缓蚀组分含有MBT.因此，超低硬度循环冷却水系统宜采用BTA防止铜管腐蚀。

　　水质稳定剂的投加量不能太低，否则达不到防腐效果，试验表明，水质稳定剂B性能稳定，水质稳定剂A稳定性较差。两种水质稳定剂的这种差异，可能是它们所含的阻垢剂成分不同的缘故。

　　综上所述，在三种水质稳定剂中，水质稳定剂B的防腐效果较好。

　　2试片的腐蚀速度1A试片在不同条件下的动态腐蚀速度实测值。

　　表2数据说明：不加入水质稳定剂，则铜管腐蚀速度较快，其值大于0.03mm/a；加水质稳定剂后，则铜管腐蚀速度明显下降，其值小于0.005mm/a.因此，采用水质稳定剂可以实现茂名热电厂厂凝汽器铜管的有效防腐。对于水质稳定剂B1观察2了挂片过a程中试片表面状态的变化fc结lish当投药量；为时rv腐蚀速度不大于，001表2当浸泡液为试验水时HSn70 1A的动态腐蚀速度序号浓缩倍数水质稳定剂类型镀膜片未镀膜片注：Dn?水质稳定剂投加量，mg/L；挂片时间，镀膜试片为1045h，未镀膜试片为1挂片时间较短，相同条件下表3中的腐蚀速度比表2中的腐蚀速度要高。

　　生产实际中，循环冷却水中活性余氯的维持量一般为0.5~1.0mg/L，每天持续时间约为4h.因此，每天消毒剂的“浓度时间积”为2~4mg/L.h.在本试验条件下，消毒剂“浓度时间积”为4030mg/L-h，这相当于生产实际中运行2015~1 007天消毒剂所全部累积的氧化强度。因此，NaClO消毒剂在剂量低于10mg/L时不会削弱水质稳定剂B的防腐效果，因此可以选用NaClO进行循环冷却水系统的杀菌灭藻。

　　34阴极极化曲线是HSn701A在添加不同浓度水质稳定剂B的浓缩4倍试验水中的阴极极化曲线（实线为空白试验，阴影为加入阻垢缓蚀剂）。该曲线表明：HSn70 1A发生腐蚀的阴极过程为溶解氧的还原，并且同时受溶解氧的扩散和电荷传递所控制。

　　33NaClO消毒剂的影响水质稳定剂B与消毒剂NaClO共存时挂片403h后，非镀膜试片（16号和17号）表面光泽明亮，镀膜试片的膜完整无损，这与上述未加NaClO（7号、9号）的试片情况几乎没有差别。表3是试片的腐蚀速度实测值，可知NaClO对水质稳定剂B的防腐效果影响不大。因为这一试验的阴极极化曲线水质稳定剂的加入加了电荷的传递阻力，使曲线负移，腐蚀电位V胃（见表4）明显负移了约90mV，但是溶解氧扩散的极限电流密度基本不变。改变水质稳定剂的加入量，曲线移动不明显。

　　表3NaClO消毒剂共存时对HSn701A的动态腐蚀速度的影响序浸泡液水质稳定剂活性氯剂号类型镀膜片未镀膜片镀膜片未镀膜片试验水注：K浓缩倍数。

　　表4Vmrr和Vb平均值（水质稳定剂类型为B）35阳极极化曲线1A发生腐蚀的阳极极化曲线（实线为空白试验，阴影为加入阻垢缓蚀剂）。该曲线表明：HSn70 1A在添加不同浓度水质稳定剂B的浓缩4倍试验水中，由于表面生成保护膜而呈钝态，阳极极化曲线有一电流开始急剧上升的转折点，它所对应的电位即保护膜的击穿电位Vb（表4）。水质稳定剂B的添加使Vb明显正移约40mV，保护膜的稳定性提高，抗御氧化型杀生剂的破坏能力强。改变水质稳定剂的添加量，Vb变化不明显。

　　上述结果表明：水质稳定剂B是一种以抑制阴极过程为主的混合型缓蚀剂，它能明显抑制阴极过程和提高保护膜的击穿电位，降低HSn70 1A的腐蚀速度。

　　4结论试验结果表明：对于超低硬度水，“PAAHEDPBTA三元复合配方水质稳定剂B具有优良的防止铜管腐蚀的效果和较强的抗NaClO氧化的能力。在浓缩倍数为4的条件下，当水质稳定剂B投加量大于4mg/L时，铜管腐蚀速度小于a 0012mm/a此值明显低于设计规定值（0. 030mg/Lh的活性氯的氧化强度下，水质稳定剂B的防腐效果没有明显下降，表明在投加水质稳定剂B的同时，可以用氧化型杀生剂NaClO实施循环冷却水系统的杀菌灭藻处理。

(完)