补充水总铁对循环水系统缓蚀性能的影响研究

而腐蚀研究CA Corrosion Research补充水总铁对循环水系统缓蚀性能的影响研究杜天悦罗旭何静彭卫(中国石油乌鲁木齐石化分公司研究院，新疆乌鲁木齐830019)摘要:在循环冷却水系统中，影响系统腐蚀的因素很多。通过试验证实在补充水总铁含量较高时，会影响缓蚀剂的缓蚀效果，甚至会加剧循环水对金属管材的腐蚀。将监测总铁项目增加到各类补充水的日常分析中，从循环水系统前端对总铁进行管控是处理循环水腐蚀问题的有效途关键词:总铁含量缓蚀剂补充水腐蚀速率中图分类号: TE982文献标识码: ADOI: 10.13726/j.nki.11-2706/tq. 2015.06.042.02Effect Study of Total Iron in Make-up Water onCorrosion Performance in Circulating Water SystemDU Tian-yue, LUO Xu, HE Jing，PENG Wei(Urumqi Petrochemical Company Research Institute of China National Petroleum, Urumqi 830019, China)技Abstract: There are a lot of factors that affect system corrosion in the circulating cooling water术system.It is confirmed by experiments that a higher total iron content in make-up water affects corrosioninhibition effect,and even exacerbate the corrosion of metal pipes.It is one of the effective ways to dealwith circulating water corrosion problems,that adding the total iron monitor to daily analysis of varioustypes of supplementary water,and that total iron is controled in the front of circulating water system.Key words: the total iron content; corrosion inhibition; make-up water; corrosion rate0前言查阅循环水装置水质监测数据，2014年循环水在工业循环水系统中，普遍存在着水质影响管补充水 有时总铁含量较高，目前出于节水考虑，各线及冷换设备的腐蚀与结垢的问题。为使腐蚀速度厂大量使用中水作为补充水，而中水的总铁含量明控制在允许的范围内，石化行业-般通过投加缓蚀 显高 于新水，具体见表1。.阻垢剂和杀菌灭藻剂，来控制腐蚀离子和生物粘泥表2014年新水和中水总铁含量检测统计引起的腐蚀。近期某些循环水装置出现上游生产发项目单位|最大值最小值平均值生波动、系统总铁"含量和腐蚀率.上升的问题，同时新水总铁含量mg/L| 0.050.030.04中水总铁含量| mg/L0.39.050.127伴随换热器泄漏台次增加，泄漏影响循环水水质。现场通过加强日常水处理的缓蚀性能来抑制腐蚀率在石油化工行业标准中，工业循环冷却水的总上升，效果不明显。铁含量的控制指标为小于1.0mg/L,这一指标的确作者简介:杜天悦(1973-)，女，硕士，高级工程师，从事质量管理和水处理技术攻关和新技术应用研究。中国煤化工MHCNMHG .42TOTAL CORROSION CONTROLVOL.29 No.06 JUN. 2015腐蚀研究Corrosion Research CIADA立说明控制总铁含量对循环水水质的安全运行有较| 0.8大的影响。对于含铁较高的补充水对其影响究竟如何，以及系统与总铁之间腐蚀率的关系通过开展+试片岗蚀速率,m/a系列的试验进行确认。1试验部分1.1试验材料旋转挂片腐蚀实验仪:江苏省高邮市仪器厂研图1 总铁含量为0.04mg/L的初始液的试验结果制。(2)对于总铁含量为0.16mg/L初始液，由图2可试片: 20°碳素钢(型)。知总磷含量在2.0~5.0mg/L范围时，其试片腐蚀速1.2试验药剂率处在超高的水平上，且是总铁含量为0.04mg/L初.复合磷锌系缓蚀阻垢剂和缓蚀增效剂。始液的4~5倍，随着总磷含量的增加出现了陡然增1.3试验药剂配比大的峰值，当总磷含量5.0mg/L后，其腐蚀速率才开缓蚀阻垢剂:缓蚀增效剂=3:1。始逐渐降低，直至总磷提高到6.5mg/L时，腐蚀速率1.4试验方法才满足小于0.100mm/a指标要求。当总磷含量大于8.0mg/L后，其腐蚀速率也出现增大的趋势。1.4.1试验用水总铁含量为0.04mg/L新水，配置总铁含量为- 试后液总铁含量，470. 16mg/L新水。一试片腐蚀逮率，m/a| 0.61.4.2试验过程s L0技将试验药剂分别添加在2200mL两种不同总铁量x0术的新水烧杯中，并将试片放人其中，再将配置好的烧杯放入旋转挂片实验仪中计时，开启升温按扭,0 3.0 4.05.06.07.0 8.0 9.升温至50C，浓缩倍数定位2.0，试验转速70r/min,图2总铁含 量为0.16mg/L的初始液的试验结果恒温72h，每4h加1次去离子水，根据实验前后试片质量变化，可得到该条件下的平均腐蚀速率。2.2分析及讨论1.4.3试验设置(1)经过分析认为，复合磷锌系缓蚀阻垢剂，是对两种不同总铁含量的水，按照缓蚀组分总磷一类沉淀膜型缓蚀剂，可抑制电化学腐蚀过程的阴浓度由小到大的梯度进行各16组试验。极反应，且对多种金属有优异的螯合能力.3)。当水中存在一定数量的铁离子时，铁离子不仅会与缓蚀2结果与讨论剂发生螯合反应，使其缓蚀剂失去缓蚀能力。同时2.1药剂总磷(总P)与总铁及腐蚀速率的相关性分析铁离子也能与水中的OH结合，促使电化学阴极反应试验结束后，检测各组试片的腐蚀速率，其结速度 加快，在一定浓度范围内，会出现加剧系统腐果如图1和图2所示。蚀现象，只有当药剂的量在足够大后，缓蚀阻垢剂.(1)对于总铁含量为0.04mg/L初始液，由图1可才 会发挥缓蚀效果。知，总磷含量在2.0~ 4.5mg/L范围时，其试片腐蚀速(2)通过图l和图2都可看到，试后液总铁的变化率随着药剂总磷含量的递增而迅速递减;总磷含量趋势与试片的腐蚀率的变化趋势相-致，说明试后在4.5 ~ 8.0mg/L范围时，其试片腐蚀速率达到的较低液的总铁与试片的腐蚀率成正相关。说明试后液的的水平，并数值较为稳定。当总磷含量大于8.0mg/L总铁的升高主要来源于系统钢铁腐蚀，测定循环水中国煤化工后，其腐蚀速率又出现升高的趋势。MYHCNMH G .第51页)全面腐蚀控制43第29卷第06期2015年06月腐蚀研究Corrosion Research HA表3腐蚀速率测试数据材质碳钢镀锌钢铜不锈钢温度50C60°C_60°C60CA区1.98282.04591.2491.24260.0163 T 0.02010.00430.0121B区2.09462.14331.10291.22460.0232 1 二0.01880.00280.0142不适用可以，但腐.可以选材优良腐蚀严重蚀较重但腐蚀较重表4热水管网中试件腐蚀速率试件放置地点A区管线B区管线C区管线热水站罐8号换热站罐第一次腐蚀率(mm/a)0.413841161.60100.46820.16610416第二次腐蚀率(mm/a)0.14900.47461.01240.0451周期的测试，第一次测试时间为216小时，第二二次测4.2 建议试时间为792小时。试件在这两次测试中的查验结果在生活热水的输送管网选材中除了金属材料，汇总见表4。其实还可以考虑非金属材料。目前各类新型的高分子聚合材料品种繁多，耐热的非金属管材使用已比4结论和建议较普遍，如条件合适可以选用，这样也就避免了金4.1结论属腐蚀的问题。(1)水质化验结果，各类腐蚀性离子和腐蚀相关参考文献的其它指标以及P.S.I.均指向明显的腐蚀性倾向，说[1] GB50015-2009 建筑给排水设计规范[SI.北京:中国建筑工业出版社, 2009.明该小区生活热水具有较明显的腐蚀倾向;[2] GB5749-2006 生活饮用水卫生标准[S].北京:中国标准出版社，技(2)封闭全浸流动态的腐蚀试验结果见表3,碳钢2009.材料腐蚀严重不适用;镀锌钢为腐蚀较重，参照管[3] 周本省. 工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社2010: 41.术[4] 左景， 伊左禹.腐蚀数据与选材手册[M].北京:化学工业出版网中的试件查验结果见表4,此处不建议采用镀锌钢社, 2006: 49-63.腐蚀与防护手册(第二版)第一卷 腐蚀理论、试验及监测[M].管，铜和不锈钢在这种水质条件下耐腐蚀性优良。北京:化学工业出版社, 2009: 10.(上接 第43页)系统的总铁含量的变化也能在一定程度上作为判断对 腐蚀率控制的过程管理。系统腐蚀率的依据。(3)落实好循环水日常查漏制度，达到对泄漏反映3现场指导意义迅速、快速准确扑捉，消除因泄漏引起的总铁上升。(4)循环水系统酸洗时，总铁含量较高，系统需(1)作为补充水带来的铁离子的腐蚀影响，往往及时大排大补，将总铁含量迅速降下来，保证缓蚀容易被忽视，通过上述实验得出铁离子在药剂含量阻垢剂药效性能的发挥。较低时，缓蚀效果影响较大，甚至会加剧循环水对金属管材的腐蚀。将总铁项目增加到各类补充水的日[]边家领，刘永明，杨世昌等.循环水系统腐蚀与总铁关系探讨.常分析中去，从循环水系统前端对总铁进行管控。[D]. 工业水处理2007.27(3):86-88.(2)循环水系统中总铁含量的高低，不仅实时反[2] 郑书忠工业水处理技术及化学品[M].北京:化学工业出版社,2010: 270-271.映出系统运行期间水质的腐蚀与结垢的倾向，也可[3] 金熙, 项成林，产理技术间答IMI北京:化学及时对循环水工艺运行及药剂进行优化调整，做到工业出版社,2010:中国煤化工YHCNMHG全面腐蚀控制51第29卷第06期2015年06月