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盐水机组载冷剂乙二醇溶液的腐蚀性及对策

 wunianyi 2022-09-05 发表于天津

一台约克YS双工况机组在用户开机使用8个月后出现蒸发器铜管泄漏,蒸发器管程水样有大量棕色沉淀。

水质化学分析结果:载冷剂溶液呈酸性pH值5.7!

管内壁有大量棕黑色细颗粒物质,主要为氧化铁!

乙二醇溶液中的沉淀:

图片

铜管内壁的沉淀物:

图片

乙二醇水溶液是否有腐蚀性?

乙二醇溶液样品分析结果:

乙二醇含量:15.04%;酸值:0.15mgKOH;氯化物(Cl离子):0.0037%(37ppm);pH值:5.74。

溶液沉淀物分析结果:

溶液中沉淀物主要成分(%):

Ca

Fe

S

Si

0.24

68.13

0.40

0.59

铜管上附着的细颗粒物质主要成分:

(能谱分析)%:

Ca

Fe

S

Si

Cd

Cu

0.42

63.18

0.78

1.55

1.01

3.50

氧化铁的来源--溶液对钢制管道的腐蚀产物

此机组蒸发器管程系统要求用25%的乙二醇水溶液作载冷剂;

此溶液呈酸性对钢制管路有腐蚀;

经过多次对冷水机组的水样做过分析,从未发现水样有可见沉淀物、铜管内有此类细颗粒状沉淀物。

乙二醇水溶液的腐蚀性从何而来?

乙二醇的腐蚀性小于水,乙二醇水溶液有微弱的酸性;

乙二醇水溶液使用过程中因氧化成有机酸而呈酸性;

乙二醇水溶液的腐蚀性随溶液温度升高及和氧的接触的增加而增大。

腐蚀的危害:

腐蚀管道-均匀腐蚀,造成管路的早期泄漏;

诱发电化学腐蚀-局部腐蚀,加剧管路的泄漏(泄漏的不可预测性);

管路系统中的管道、泵、阀以及连接管路的各种电焊、钎焊接头材料各异,并处于酸性的电解质溶液中,腐蚀产物的沉积等形成电偶、浓差等腐蚀。

防腐和控制腐蚀的对策:

载冷剂的正确选择;

减少溶液和氧的接触-采用闭式盐水循环系统;

添加正确的缓蚀剂,监测、控制溶液对管路的腐蚀;改善水质。

对载冷剂的要求:

在工作温度范围内始终处于液态:沸点高、凝固点低;比热大、密度小、黏度低;

工作温度下化学稳定性好,不腐蚀管道和设备、不燃烧、对人体无害;价格低、易获得。

常用载冷剂类别及其腐蚀性:

分类

名称

特性

防腐措施


水处理

无机盐

氯化钙

腐蚀性强,无毒、不可燃

重铬酸盐类

氯化钠

氯化镁

有机载冷剂

乙二醇、

丙二醇

比水弱,水溶液比水强

加缓蚀剂

三氯乙烯、

二氯甲烷

对铝、锌及大多数橡胶塑料有腐蚀性

加缓蚀剂

甲醇、乙醇

有毒,挥发性强

加缓蚀剂

乙二醇的性质:

无色、无味,挥发性弱,腐蚀性低;

容易与水和其他许多有机化合物混合使用,是最常用的一种有机载冷剂(资料介绍,乙二醇产量的近一半用作汽车和制冷业的冷冻液、载冷剂)。

乙二醇溶液缓蚀剂组成:

由缓冲剂和钝化剂组成:

缓冲剂—用来缓冲因乙二醇氧化生成的有机酸,可以是硼砂、三乙醇胺等;

钝化剂—是使金属表面形成钝化膜,造成电阻极化从而阻止腐蚀的进程的物质,可以是磷酸盐、钼酸盐等。

溶液的缓蚀能力—储备碱的概念:

表示乙二醇水溶液对酸化的阻力;

衡量指标:将10ml乙二醇溶液滴定至pH5.5时所消耗0.100N盐酸的毫升数。

储备碱度的控制和监测:

多数场合储备碱度应为10 ~12 毫克当量;

ASTM D1122规定长效防冻液的储备碱度为10~20mg/100ml;

根据溶液储备碱度的高低决定系统溶液测试和调整的频度;

简单的pH监测:要求在7.5以上,不可低于6.5。

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