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冷卻器結垢及金屬腐蝕的化學過程

[日期:18-12-14]

    石油化工领域应用的列管式水冷卻器多爲碳鋼材質,所用冷卻水爲循環水,當冷卻水與溫度較高的介質換熱時(水多數走管程)易結垢,形成鏽垢層,增加了熱阻,是換熱效率嚴重下降。

    由于石油化工产品的生产工艺、操作条件不同,产生腐蚀的原因也有所差别,AG真人登录认为主要的管内壁结垢及金属腐蚀原因如下:

    大多数冷卻器冷却水走管程,因水中含有钙、镁离子和酸式碳酸盐,当其流经传热金属表面时就发生如下反应。



    当水中加入聚合磷酸盐作缓蚀剂时存在如下反应


    此外,溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀,形成铁锈,反应如下

    反应的结果就是在传热面上逐渐结垢,同时伴随铁锈生成。因此,冷卻器运行一段时间后,由于垢层的影响,换热效果严重降低,甚至有的管子被堵死,设备无法继续运行。

    另外,由于水垢的存在,易造成管束内壁的垢下腐蚀,使管束的使用寿命下降。

    水对金属表面的腐蚀主要为电化学腐蚀,在腐蚀电池中阴极反应主要是氧的还原,阳极反应则是铁的阳极溶解。碳钢在水中发生的腐蚀反应如下:

   即在腐蚀时,铁生成氢氧化亚铁从溶液中沉淀出来,可是,这种亚铁化合物在含氧的水中是不稳定的,它将进一步氧化成氢氧化铁,之后氢氧化铁脱水,生成铁锈。

    所以说,金属在垢下腐蚀由于本身电化学腐蚀存在自催化作用,将加速金属的腐蚀。因此在实际生产过程中垢层和铁锈同时产生,金属表面结的锈层与垢层叫锈垢层。

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