循環冷卻水系統的腐蝕機理及類型分析

(1) 腐蝕機理

     循環冷卻水系統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、雜質以及介質濃度、溫度、傳熱的不均一性等造成的電位差異，構成了宏觀或微觀電池。在陰陽極上發生以下電化學反應，使金屬腐蝕。

(1) 腐蝕類型

       ①點蝕。由于金屬材料中存在缺陷、雜質和溶質等不均一性，當介質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，而鈍化膜仍為鈍態，鈍態區域電位高于活化狀態區域，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，所以腐蝕往深處發展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔。在蝕坑內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，介質（循環水）處于滯流或不流動狀態，縫隙內氧濃度、腐蝕性離子

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

電池中。縫隙內貧氧，電位低，成為陽極區，縫隙周圍富氧，電位高，成為陰極區，構成小陽極大陰極，使得局部區域的腐蝕加重。煉油廠水冷器水側管壁、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。

水冷器的金屬構件通過鉚、焊、緊固件、脹接等方式實現連接，在這一過程中各部件間會形成一定縫隙。當循環水中存在的危害陰離子在這些縫隙中集聚、濃縮后，會產生嚴重的縫隙腐蝕。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垢造成的湍流對金屬表面產生切應力，破壞了保護膜，促進剝離腐蝕產物，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，腐蝕最為明顯。由于煉油廠水冷器中循環水流速一般不高（＞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，煉化企業循環水系統多采用游離氯或化合氯進行殺菌處理，這造成循環水中的氯離子含量較高。氯離子會促進電荷的轉移，加劇電化學腐蝕。氯離子對不銹鋼會產生孔蝕與應力腐蝕開裂，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存在電位差造成的。在水冷器中，  當管板、折流板、換熱管等構件材質不統一時，易發生該類腐蝕。