循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕機理及類型分析

(1) 腐蝕機理

     循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的金屬腐蝕是電化學腐蝕，是在金屬和水的接觸面上，無數(shù)對陰陽極間電子通過金屬本體流動的過程，和水接觸的不同金屬之間或同一金屬由于不均勻性、雜質(zhì)以及介質(zhì)濃度、溫度、傳熱的不均一性等造成的電位差異，構(gòu)成了宏觀或微觀電池。在陰陽極上發(fā)生以下電化學反應(yīng)，使金屬腐蝕。

(1) 腐蝕類型

       ①點蝕。由于金屬材料中存在缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)等不均一性，當介質(zhì)中含有某些活性陰離子（CL-）時，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上，從而使金屬表面鈍化膜破壞。一旦這層鈍化膜破壞又缺乏自鈍化能力時，金屬表面就發(fā)生腐蝕。這是因為在金屬表面缺陷處易露出基體金屬，使其呈活化狀態(tài)，而鈍化膜仍為鈍態(tài)，鈍態(tài)區(qū)域電位高于活化狀態(tài)區(qū)域，這樣就形成了腐蝕電池：活性-鈍性腐蝕電池，由于陽極面積比陰極小得多，陽極電流密度大，所以腐蝕往深處發(fā)展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔。在蝕坑內(nèi)由于陽極溶解的自催化作用（酸化）又大大提高了點蝕腐蝕速率。通常孔越小，陰、陽極面積比越大，穿孔越快。

       ②縫隙腐蝕。與水接觸的金屬表面上，由于金屬表面的缺陷及不均勻性、表面沉積（包括粘泥、污垢、多孔疏松銹層）以及螺帽、墊片與金屬間形成的縫隙內(nèi)，介質(zhì)（循環(huán)水）處于滯流或不流動狀態(tài)，縫隙內(nèi)氧濃度、腐蝕性離子

（如CL-）等與縫隙外產(chǎn)生較大的差異，形成了氧濃差電池或鹽濃差電池（離子濃差電池），因而產(chǎn)生腐蝕。在氧濃差

電池中?？p隙內(nèi)貧氧，電位低，成為陽極區(qū)，縫隙周圍富氧，電位高，成為陰極區(qū)，構(gòu)成小陽極大陰極，使得局部區(qū)域的腐蝕加重。煉油廠水冷器水側(cè)管壁、管板管口脹接處、管板墊片下，普遍存在此種類型的腐蝕。產(chǎn)生此類腐蝕的金屬，表面為隆起的大小不等的銹瘤或沉積物，銹瘤或沉積物下呈明顯的坑蝕，坑蝕深度不等。腐蝕嚴重時可導致冷卻器管壁穿孔。腐蝕后的金屬，表面粗糙不平。

水冷器的金屬構(gòu)件通過鉚、焊、緊固件、脹接等方式實現(xiàn)連接，在這一過程中各部件間會形成一定縫隙。當循環(huán)水中存在的危害陰離子在這些縫隙中集聚、濃縮后，會產(chǎn)生嚴重的縫隙腐蝕。普遍認為縫隙腐蝕是氧濃差電池和閉塞電池自催化效應(yīng)兩種機理的共同作用。

      ③沖蝕。沖蝕是因為流速過大或因金屬表面結(jié)垢造成的湍流對金屬表面產(chǎn)生切應(yīng)力，破壞了保護膜，促進剝離腐蝕產(chǎn)物，裸露新鮮表面，造成侵蝕形成的。在水冷器中，U型管換熱器的彎管處，以及管板及管口部分處于流體專項湍流區(qū)，腐蝕最為明顯。由于煉油廠水冷器中循環(huán)水流速一般不高（＞2m/s），故沖蝕比較少見。

     ④微生物腐蝕。微生物腐蝕是因細菌繁殖、分泌、代謝等方式形成的粘泥沉積在金屬表面，破壞保護膜，構(gòu)成局部電池，導致了垢下腐蝕。引起腐蝕的微生物一般為細菌和真菌，也有藻類及原動生物，一般是多種微生物共同作用的結(jié)果。通常認為，微生物腐蝕機理是通過電極電位和濃差電池發(fā)生變化而直接或間接的參與腐蝕作用。

    ⑤氯離子腐蝕。目前，煉化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)多采用游離氯或化合氯進行殺菌處理，這造成循環(huán)水中的氯離子含量較高。氯離子會促進電荷的轉(zhuǎn)移，加劇電化學腐蝕。氯離子對不銹鋼會產(chǎn)生孔蝕與應(yīng)力腐蝕開裂，對碳鋼會促進均勻腐蝕與局部腐蝕。

   ⑥電偶腐蝕。  電偶腐蝕是因不同材質(zhì)存在電位差造成的。在水冷器中，  當管板、折流板、換熱管等構(gòu)件材質(zhì)不統(tǒng)一時，易發(fā)生該類腐蝕。