循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)富含金屬離子，比如鈣離子、鎂離子、氯離子及硫酸根離子等。循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕主要是和空氣中氧氣結(jié)合，出現(xiàn)系統(tǒng)腐蝕問(wèn)題，造成循環(huán)水設(shè)備換熱器傳熱效率低下，嚴(yán)重會(huì)造成設(shè)備穿孔。循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕主要分為溶解氧腐蝕及點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等問(wèn)題。

　　溶解氧腐蝕時(shí)，金屬鐵與水發(fā)生反應(yīng)，陰極的氧氣在鐵氧電池的電化學(xué)反應(yīng)中起陰極去極化效應(yīng)。使得二價(jià)的鐵離子向三價(jià)的鐵離子轉(zhuǎn)換，生成氫氧化鐵。這是一種沉淀物質(zhì)，它能夠減少陽(yáng)極的二價(jià)的鐵離子含量，加劇腐蝕程度。

　　氧腐蝕主要進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)方程式如下所示:

　　Fe→Fe2++2e

　　O2+2H2O+4e→4OH-

　　其中，在水中受溶解氧腐蝕后，F(xiàn)e發(fā)生反應(yīng)生成的Fe2+，由于Fe2+的不穩(wěn)定性，會(huì)繼續(xù)發(fā)生下列變化：

　　Fe2++2OH-→Fe(OH)2

　　Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3

　　Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O

　　從上述反應(yīng)中可以看出，氫氧化二鐵是不穩(wěn)定的，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去，最終產(chǎn)物主要是氫氧化鐵和四氧化三鐵。

　　在循環(huán)水系統(tǒng)中，發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)高價(jià)鐵作為陰極，受熱面按Fe→Fe2+→Fe3+的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，逐漸使系統(tǒng)設(shè)備遭到損壞。此時(shí)系統(tǒng)中鐵的含量增高，腐蝕物的生成會(huì)加速水中沉淀的生成。

　　隨著溶解氧腐蝕程度的加深，腐蝕物質(zhì)在設(shè)備的表層生成許多凸起。這些凸起的半徑約在0.5～13mm，隨著進(jìn)一步的腐蝕加深，這些凸起逐漸形成小坑發(fā)生點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕的發(fā)生是由于金屬表面上的凸起或雜質(zhì)形成由小陽(yáng)極大陰極組成的腐蝕電池，當(dāng)陽(yáng)極面積越小時(shí)，腐蝕程度就越深。點(diǎn)蝕發(fā)生后會(huì)向表面下生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致穿孔發(fā)生。

　　縫隙腐蝕往往會(huì)發(fā)生在設(shè)備上的滯留縫隙部位?？p隙腐蝕在循環(huán)水中較為常見，如換熱管的管板和管子的接壤處，這些縫隙寬度一般在0.025mm以下，其寬度可以使水通過(guò)，但一些金屬離子和部分溶液又難以進(jìn)出。當(dāng)殼程中水流的速度較低，縫隙腐蝕就容易發(fā)生，在設(shè)備的轉(zhuǎn)彎處，水的流動(dòng)速度接近于零時(shí)，伴隨縫隙腐蝕的同時(shí)，局部還會(huì)發(fā)生較為厲害的污垢沉積，這種腐蝕多屬于垢下腐蝕，危害較嚴(yán)重。

　　1防腐措施

　　采用投加緩蝕劑于循環(huán)水用以抑制循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的措施應(yīng)用十分廣泛。緩蝕劑的投加量在幾毫克到幾十毫克每升不等，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。采用的循環(huán)水緩蝕劑，種類繁多，根據(jù)其機(jī)理不同，說(shuō)法不一。從電化學(xué)腐蝕角度來(lái)看，一般認(rèn)為它是在金屬表面發(fā)生極化作用，減小了它的腐蝕電流，起到緩蝕作用，即遏制了陽(yáng)極或者是遏制了陰極的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，以此來(lái)降低了金屬的腐蝕率。根據(jù)成膜理論，一般認(rèn)為它在金屬表面上生產(chǎn)了一層比較難溶解的膜，從而抑制了水中氧的擴(kuò)散和金屬的溶解，以此來(lái)達(dá)到減小金屬的腐蝕率的目的。

　　常見的緩蝕劑的類型，按照其各異的化學(xué)成分，能劃分成有機(jī)緩蝕劑、無(wú)機(jī)緩蝕劑與聚合物類緩蝕劑三類，具體的分類如下表1所示。

　　緩蝕劑的應(yīng)用在一定程度上減少了腐蝕的發(fā)生，而許多生產(chǎn)實(shí)踐和研究表明，加入各種緩蝕藥劑后，在水中藥劑會(huì)發(fā)生復(fù)配，有時(shí)還會(huì)彼此產(chǎn)生副作用，進(jìn)而降低其處理效果；并且投加大量的化學(xué)藥劑容易產(chǎn)生二次污染。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，人們對(duì)環(huán)保的要求也就越來(lái)越嚴(yán)格，污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。國(guó)家開始制定并實(shí)施控制污染物排放總量的政策。因此研究推出新型高效及沒有毒性的水處理方法已經(jīng)是迫在眉睫。

　　2臭氧防腐蝕機(jī)理的探討

　　腐蝕是金屬受到周圍環(huán)境中某些氧化劑的作用而發(fā)生的一種氧化現(xiàn)象。金屬被氧化的地方稱之為陽(yáng)極，氧化劑受到還原就成為陰極，當(dāng)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電子流經(jīng)兩極的金屬之間，即產(chǎn)生腐蝕電流。

　　循環(huán)水系統(tǒng)中的腐蝕主要以局部腐蝕為主。以垢下腐蝕為例，由于金屬表面的污垢沉積，其下方有許多水能進(jìn)入但不能流動(dòng)的縫隙，在縫隙外水連續(xù)流動(dòng)，使得水中溶解氧較多；而縫隙中所存水的流動(dòng)性差，則溶解氧較少，從而形成氧的濃差極化電池，導(dǎo)致大面積的垢下腐蝕。另外，縫隙內(nèi)陽(yáng)極溶解下來(lái)的帶正電荷的金屬離子不斷增加即金屬鹽溶液的濃度增加，使縫隙內(nèi)金屬總是處于活化狀態(tài)，易于腐蝕。

　　臭氧防腐原理是在緩蝕劑表面形成密氧化膜，把活躍的金屬離子轉(zhuǎn)化成鈍化狀態(tài)，緩解腐蝕現(xiàn)象。臭氧處理循環(huán)水冷卻系統(tǒng)時(shí)，會(huì)在循環(huán)水系統(tǒng)形成PH值偏堿性環(huán)境，減輕了腐蝕的作用。臭氧也是一種高效的殺菌藥劑，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中的微生物做到凈化作用，減輕整個(gè)系統(tǒng)的腐蝕進(jìn)度。