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(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)，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(hù)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(jià)比高，對(duì)環(huán)境友好的緩蝕劑為我們工作的重點(diǎn)。下面以我單位所設(shè)計(jì)處理的西部某大型石化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)實(shí)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(jì)算，該水質(zhì)的指數(shù)為10左右，屬于強(qiáng)腐蝕性水質(zhì)。2配篩選：下我們模仿現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)況，采用旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)儀進(jìn)行藥劑篩選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。2.1實(shí)驗(yàn)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(yàn)用水：按分析指標(biāo)配制(配測(cè)PH=8.26)（5）方法：參照2159-91（水處理劑緩蝕性能的測(cè)定—旋轉(zhuǎn)掛片法表2掛試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)

藥劑名稱

投藥量/mg/L

試驗(yàn)時(shí)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(diǎn)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(yàn)數(shù)據(jù)可以看出軟化水對(duì)碳鋼的腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)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(yàn)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(yàn)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(yàn)結(jié)果序號(hào)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(yàn)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(diǎn)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(diǎn)蝕，光亮如新通過以上試驗(yàn)看出，TH-681鋅復(fù)配，在鋅離子達(dá)到以上時(shí)腐蝕速率遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖1不同鋅離子濃度的腐蝕速度3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)：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(bǔ)充水的系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)（水質(zhì)分析結(jié)果見表，藥劑投加量為60-70mg/L，連續(xù)運(yùn)行個(gè)，現(xiàn)場(chǎng)掛片腐蝕速率檢測(cè)結(jié)果見表4表4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用緩蝕效果試片號(hào)120912101270

起止日期2004.11.20—2005.3.102004.11.20—2005.3.102004.11.20—2005.3.10

運(yùn)行時(shí)間/d110110110

腐蝕速率mm/a0.01950.01180.0110運(yùn)行時(shí)監(jiān)測(cè)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(jià)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(kuò)散，使金屬得到保護(hù)。另外部分鋅鹽投入水中后會(huì)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(duì)軟化水系統(tǒng)水質(zhì)腐蝕性極強(qiáng)的特點(diǎn)，采用－鋅復(fù)合緩蝕劑，在鋅離子濃度達(dá)到時(shí)，緩蝕效果優(yōu)良（碳鋼腐蝕速率<0.02mm/a），在具