載冷劑乙二醇腐蝕機(jī)理
純凈乙二醇為無色有甜味、粘稠液體,與水互溶,pH值在6.8左右近中性,無腐蝕性。它是最簡單二元醇,每個(gè)分子有兩個(gè)羥基,易與水分子形成氫鍵,產(chǎn)生締合現(xiàn)象。
乙二醇水溶液作為載冷劑使用后產(chǎn)生腐蝕性,主要包括酸性腐蝕、電化學(xué)腐蝕、垢下腐蝕、氣穴腐蝕等。(1)載冷劑乙二醇水溶液常使用脫鹽水與純凈乙二醇按比例配制而成,具有一定黏度。載冷劑循環(huán)系統(tǒng)中儲罐、緩沖罐、循環(huán)泵等設(shè)備暴露在室外,空氣中的二氧化碳,二氧化硫,硫化氫等酸性物質(zhì)易被溶液吸收,使乙二醇水溶液呈酸性。
?。?)低溫乙二醇水溶液經(jīng)高溫?fù)Q熱器和精餾塔時(shí),乙二醇分子中羥基易被氧化,生成乙醇酸、乙二醛、乙二酸等酸性物質(zhì),溶液存在的氯離子與羧酸會生成鹵代酸,其誘導(dǎo)效應(yīng)有利于羧酸的離解,使溶液呈酸性,pH值降低,造成酸性腐蝕。
?。?)碳鋼材料表面粗糙、不均勻,含碳量較高,乙二醇水溶液一旦呈酸性,就會在碳鋼材料表面變成電解質(zhì)溶液,溶液在循環(huán)過程中會溶解少量的氧。因此,碳鋼材料內(nèi)的鐵、碳、與材料表面的電解質(zhì)溶液形成了原電池環(huán)境,導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
?。?)隨著腐蝕加劇,產(chǎn)生大量氫氧化鐵膠體和沉淀,分別在載冷劑儲罐底部、換熱器內(nèi)螺紋、閥門流道、管道彎頭及焊接點(diǎn)等處聚沉結(jié)垢,長時(shí)間積累,導(dǎo)致垢下形成無氧環(huán)境,氫無法及時(shí)循環(huán)排出,進(jìn)而形成垢下腐蝕,并向碳鋼設(shè)備及管線縱腐蝕,直至形成穿孔。
?。?)循環(huán)加壓過程中,泵葉輪周圍生成大量微氣泡,氣泡潰滅時(shí)會產(chǎn)生微射流和沖擊波,使葉輪表面變粗糙出現(xiàn)麻點(diǎn)或針孔,局部聚集蜂窩狀孔群,形成氣穴腐蝕,最終造成葉輪穿孔,甚至溶解消失。
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