炼厂循环水设备腐蚀原因及对策

王冬梅

摘 要：通过对炼厂循环水设备的调查，对设备的腐蚀情况以及防护对策分别做了总结，发现，循环水的设备腐蚀情况基本相同，发生腐蚀需要对设备进行检修，既影响换热效率也影响设备的长周期运行，通过分析腐蚀原因，给出几种相应的对策来防止或延缓腐蚀的发生，进而延长设备使用周期。

关键词：循环水；设备；腐蚀；防护

1 循环水设备腐蚀原因分析

很多炼厂都有循环水系统，主要是通过换热器来进行热交换，加热和冷却原料和产品，由于水容易取得和具有较大的比热，因此常常作为换热介质，但长期运行的循环水系统容易产生腐蚀问题，影响设备运行的效率和周期，从而对炼厂的生产安全和经济效益产生不良影响。

以钢铁材料为主的循环水设备，产生的腐蚀现象是一种电化学反应。由于金属元素一般比较活泼，铁原子容易失去电子形成铁离子，铁离子溶解到水中，设备就被腐蚀，而电子又和水形成氢氧根，后者与铁离子形成氢氧化铁的沉淀，反应向正反应方向进行，电化学反应就源源不断的发生。表现在宏观现象就是，设备产生铁锈，变薄，强度下降，严重的会锈穿设备，造成生产事故。水中溶解的其他阳离子也会与氢氧根进行反应，形成水垢，进一步形成垢下腐蚀，严重的还会堵塞管路，水垢在设备的表面，大大降低了换热器的换热效率，进一步造成资源的浪费。

微生物活动也会对设备的影响，换热器中的水经过长周期的循环运行，其中的矿物质和有机物浓度很高，加上合适的温度和其他有利于微生物生长的条件，好氧性的微生物细菌，比如硝化菌、迅速繁殖，还有其他硫酸盐还原菌（SRB）、铁氧化菌（IOB）、锰氧化菌（MnOB）、硫氧化细菌、铁还原细菌等。这些微生物其生物膜与金属表面发生作用，参与腐蚀的电化学反应，从而加剧了腐蚀的进行。微生物体液和尘土等杂质形成粘泥，附着在金属表面，粘泥下面由于氧浓度低。金属表面作为阳极，粘泥外表面氧浓度高，金属表面作为阴极，形成氧浓差电池。垢下腐蚀属于缝隙腐蚀的一种，只是在粘泥形成的垢下，腐蚀才会发生。而且由于水垢的形成极大影响了换热器的换热效率。

2 腐蚀防护对策

通常对设备的防腐有两种途径，一是通过加入药剂改善水质，从而降低腐蚀的发生，向循环水中添加药剂有缓蚀剂，阻垢剂，杀菌剂等；二是对设备本身进行防腐处理，在设备表面进行涂层处理，改善金属表面的耐腐蚀性能。

2.1 缓蚀剂

缓蚀剂通过2种途径来达到防腐的目的。一是通过与金属表面钝化，形成保护膜来隔绝金属与，或者阻滞腐蚀发生的电化学反应来阻碍腐蚀的进行的，按物质的构成分为有机类和无机类缓蚀剂。胺类、醛类、炔醇类等属于有机类缓蚀剂，通常分子内含有极性基团和非极性基团，极性基团吸附在金属表面，非极性基团紧密排列形成吸附膜。无机缓蚀剂包括一些无机盐类化合物，它们在金属表面阴极区形成沉淀膜，抑制腐蚀反应的进行，或者在金属表面形成缓蚀作用的钝化膜，延缓金属腐蚀的进行。通常对缓蚀剂进行改性和复配来改善缓蚀效果。王勤娜[1]研究了眯唑啉化合物及与丙炔醇的复配物在25%浓度盐酸介质中的缓蚀性能，结果列于表1。

从表1中可以看出，咪唑啉与丙炔醇复配物的缓蚀效果要比单一咪唑啉化合物的缓蚀效果好，复配有良好的协同作用，提高了缓蚀效率，具有好的应用前景。

2.2 阻垢剂

阻垢剂多为高分子类物质，包括天然高分子与合成高分子两类[2]，阻垢剂一般都含有酚羟基和羧基，对Ca2+和Mg2+等易形成鹽垢的晶体有一定的抑制作用。由于天然高分子投加量大易降解等缺点，人们通常对其进行接枝等改性来改进阻垢效果，对阻垢剂进行的复配后，发现阻垢率升高明显。

2.3 涂层

有人对金属表面进行涂层处理[3]，有以下几种手段，一是在金属表面镀上一种惰性金属来防腐，比如镀镍、镀铜等方法，或者在金属表面上涂上防腐涂料，并且改善涂料的性能，巍巍等利用纳米技术对涂层防腐材料中的填料进行了改性，涂层的综合性能得到了较大的提高，在增加涂层的机械强度、硬度、附着力，提高耐老化性和耐候性等方面有显著的作用。也有人利用微弧氧化、磷化等方法，均取得了不错的效果。但是是否增加生产成本，对设备的加工是否会增加难度，没有进一步的研究。

3 结语

循环水设备腐蚀原因很多，既要对循环水进行加剂处理，同时加强对水质进行监测，提高设备本身的防腐等级，对一些特殊工艺介质还需要有针对性处理，尽可能改进工艺流程，减少介质内进入杂质引起腐蚀。

参考文献：

[1]王勤娜.高浓度盐酸缓蚀剂研究[J].石油化工腐蚀与防护，1999，16（3）：43—44.

[2]赵希林，刘继宁，刘丽娟等.阻垢缓蚀剂的改性和复配研究进展[J].应用化工，第44卷第2期，2015年2月.

[3]何毅，徐中浩，陈航宇.属材料防腐技术的研究进展[J].第42卷第11期，2013年11月.