工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮，其中所含的鹽類超標(biāo)，陰陽(yáng)離子增加、pH值明顯變化，致使水質(zhì)惡化，而循環(huán)水的溫度，PH值和營(yíng)養(yǎng)成分有利于微生物的繁殖，冷卻塔上充足的日光照射更是藻類生長(zhǎng)的理想地方。而結(jié)垢控制及腐蝕控制、微生物的控制等等，必然的需要進(jìn)行循環(huán)水處理。
循環(huán)水運(yùn)行過(guò)程中主要產(chǎn)生的問(wèn)題：
（1）水垢：由于循環(huán)水在冷卻過(guò)程中不斷地蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高，超過(guò)某些鹽類的溶解度而沉淀。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質(zhì)地比較致密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低了20%。
（2）污垢：污垢主要由水中的有機(jī)物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構(gòu)成，垢的質(zhì)地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。
（3）腐蝕：循環(huán)水對(duì)換熱設(shè)備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產(chǎn)生的原因有設(shè)備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的后果十分嚴(yán)重，不加控制極短的時(shí)間即使換熱器、輸水管路設(shè)備報(bào)廢。
（4）微生物粘泥：因?yàn)檠h(huán)水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養(yǎng)條件，很適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，如不及時(shí)控制將迅速導(dǎo)致水質(zhì)惡化、發(fā)臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降，設(shè)備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖。
微生物危害
循環(huán)冷卻水中的微生物來(lái)自兩個(gè)方面。一是冷卻塔在水的蒸發(fā)過(guò)程中需要引入大量的空氣，微生物也隨空氣帶入冷卻水中，二是冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水或多或少都會(huì)有微生物，這些微生物也隨補(bǔ)充水進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)中。
藻類在日光的照射下，會(huì)與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源起光合作用，吸收碳素作營(yíng)養(yǎng)而放出氧，因此，當(dāng)藻類大量繁殖時(shí)，會(huì)增加水中溶解氧含量，有利于氧的去極化作用，腐蝕過(guò)程因此而加速。微生物在循環(huán)水系統(tǒng)中的大量繁殖，會(huì)使循環(huán)水顏色變黑，發(fā)生惡臭，污染環(huán)境。同時(shí)，會(huì)形成大量黏泥使冷卻塔的冷卻效率降低，木材變質(zhì)腐爛。黏泥沉積在換熱器內(nèi)，使傳熱效率降低和水頭損失增加，沉積在金屬表面的黏泥會(huì)引起嚴(yán)重的垢下腐蝕，同時(shí)它還隔絕了緩蝕阻垢劑對(duì)金屬的作用，使藥劑不能發(fā)揮應(yīng)有的緩蝕阻垢效能。微生物黏泥除了會(huì)加速垢下腐蝕外，有些細(xì)菌在代謝過(guò)程中，生物分泌物還會(huì)直接對(duì)金屬構(gòu)成腐蝕。所有這些問(wèn)題導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)不能長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，影響生產(chǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，微生物的危害與水垢、腐蝕對(duì)冷卻水系統(tǒng)的危害是一樣的嚴(yán)重，甚至可以說(shuō)，三者比較起來(lái)控制微生物的危害是首要的。
循環(huán)水中微生物的動(dòng)向可以通過(guò)以下化學(xué)分析項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量：
（1）余氯（游離氯） 加氯殺菌時(shí)要注意余氯出現(xiàn)的時(shí)間和余氯量，因?yàn)槲⑸锓敝硣?yán)重時(shí)就會(huì)使循環(huán)水中耗氯量大大地增加。
（2）氨 循環(huán)水中一般不含氨，但由于工藝介質(zhì)泄漏或吸入空氣中的氨時(shí)也會(huì)使水中出現(xiàn)含氨，這時(shí)不能掉以輕心，除積極尋找氨的泄漏點(diǎn)外，還要注意水中是否含有亞硝酸根，水中的氨含量最好是控制在10mg/l以下。
（3）NO2－ 當(dāng)水中出現(xiàn)含氨和亞硝酸根時(shí)，說(shuō)是水中已有亞硝酸菌將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸根，這時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)加氯將變?yōu)槭掷щy，耗氯量增加，余氯難以達(dá)到指標(biāo)，水中NO2－含量最好是控制在小于1mg/l。
（4）化學(xué)需氧量 水中微生物繁殖嚴(yán)重時(shí)會(huì)使COD增加，因?yàn)榧?xì)菌分泌的黏液增加了水中有機(jī)物含量，故通過(guò)化學(xué)需氧量的分析，可以觀察到水中微生物變化的動(dòng)向，正常情況下水中COD最好小于5mg/l（KMnO4法）。
循環(huán)水中微生物所造成的危害是十分嚴(yán)重的，如果要在微生物造成危害之后采取措施往往是事倍功半還要耗費(fèi)大量的殺生劑和金錢。因此，事先全面監(jiān)測(cè)循環(huán)冷卻水的微生物情況是十分必要的，
濃水倍數(shù)
循環(huán)水濃縮倍數(shù)是指循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮的倍率(以補(bǔ)充水作基準(zhǔn)進(jìn)行比較)，它是衡量水質(zhì)控制好壞的一個(gè)重要綜合指標(biāo)。濃縮倍數(shù)低，耗水量、排污量均大且水處理藥劑的效能得不到充分發(fā)揮；濃縮倍數(shù)高可以減少水量，節(jié)約水處理費(fèi)用；可是濃縮倍數(shù)過(guò)高，水的結(jié)垢傾向會(huì)增大，結(jié)垢控制及腐蝕控制的難度會(huì)增加，水處理藥劑會(huì)失效，不利于微生物的控制，故循環(huán)水的濃縮倍數(shù)要有一個(gè)合理的控制指標(biāo)。
水垢的形成
在循環(huán)水系統(tǒng)中，水垢是由過(guò)飽和的水溶性組分形成的，水中溶解有各種鹽類，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、氯化物、硅酸鹽等，其中以溶解的碳酸氫鹽如Ca(HCO3)2.MgHCO3)2 最不穩(wěn)定，極容易分解生成碳酸鹽，因此，當(dāng)冷卻水中溶解的碳酸氫鹽較多時(shí)，水流通過(guò)換熱器表面，特別是溫度較高的表面，就會(huì)受熱分解；水中溶有磷酸鹽與鈣離子時(shí)，也將產(chǎn)生磷酸鈣的沉淀；碳酸鈣和Ca3(PO4)2等均屬難溶解度與一般的鹽類還不同，其溶解度不是隨溫度的升高而加大，而是隨著溫度的升高而降低。因此，在換熱器傳熱表面上，這些難溶性鹽很容易達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而水中結(jié)晶，尤其當(dāng)水流速度小或傳熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶沉淀物就會(huì)沉積在傳熱表面上，形成通常所稱的水垢，由于這些水垢結(jié)晶致密，比較堅(jiān)硬，又稱之為硬垢，常見的水垢成分為：碳酸鈣，硫酸鈣，磷酸鈣，鎂鹽，硅酸鹽。
循環(huán)水處理技術(shù)
根據(jù)企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)和工藝條件，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)特點(diǎn)，選擇適合企業(yè)運(yùn)行條件的水處理方案，通過(guò)加藥等措施，控制循環(huán)水指標(biāo)在一定范圍內(nèi)運(yùn)行，既保證生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行，又提高了循環(huán)水利用率。循環(huán)水處理技術(shù)的利用，既能給企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，又能為社會(huì)帶來(lái)良好的社會(huì)效益。所以循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用是非常有必要的。
循環(huán)水處理常見藥劑
防堵塞劑
型號(hào):MJ710成份：環(huán)保型復(fù)合晶體成份；
性能特點(diǎn)：去除流體管道設(shè)備\機(jī)器中生成的銹垢和污垢。適用于鋼、不銹鋼、鐵、銅、鉛、陶瓷、塑膠管等管路清洗。對(duì)設(shè)備本身結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。
使用范圍：鋼、不銹鋼、鐵、銅、鉛、陶瓷、塑膠管等管路，大部份流體回路設(shè)備。
環(huán)境安全：環(huán)保型，無(wú)味無(wú)揮發(fā)性氣體產(chǎn)生，正常使用不會(huì)對(duì)器件造成過(guò)腐蝕。
一般化學(xué)品，但需做好個(gè)人防護(hù)（使用時(shí)請(qǐng)配帶橡膠手套），
皮膚接及眼睛接觸請(qǐng)用水清洗，具體操作請(qǐng)參考MSDS；
參考用量請(qǐng)咨詢相關(guān)銷售人員。
使用說(shuō)明：水溶性物質(zhì)，溶解使用；
包裝與存儲(chǔ)：25KG牛皮袋內(nèi)襯塑料包裝；存放在于室內(nèi)陰涼通風(fēng)干燥處，不用時(shí)密封，
保質(zhì)期為1年6個(gè)月--2年。
性能參數(shù)：
活性成份:≥ 95.60%
水溶性：137.5 g/L (20°C)
熔點(diǎn)：210-230°C (dec.)
外觀：白色復(fù)合晶體共聚物。無(wú)味不揮發(fā)，按一般化學(xué)品使用.
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T50102-2003
沉膜防銹劑
型號(hào)：MJ740
成份：成膜劑，納米氧化鋅分散體，防腐抗氧化劑等。
性能特點(diǎn)：水基型，涂覆性優(yōu)良；
使用范圍：主要用于水基流體管道設(shè)備內(nèi)壁防銹抗氧化；
適用于不銹鋼、碳鋼、鑄鐵、鋁、銅等內(nèi)表面防腐防銹，有殺菌作用。
環(huán)境安全：環(huán)保型水溶性防銹溶液；不含亞硝酸鹽和有機(jī)磷，不產(chǎn)生揮發(fā)性有毒物質(zhì)；
不慎與身體直接接觸，請(qǐng)首先用大量清水清洗。
使用說(shuō)明：直接添加到循環(huán)水體中，添加量300—800PPM，不用換水；
不會(huì)對(duì)器件造成不良影響，防銹期可達(dá)3個(gè)月。
包裝與存儲(chǔ)：10/25KG桶；存放在于室內(nèi)陰涼處，密封。
性能參數(shù)：
外觀：白色半透明液體；
密度：1.1
PH值：8-9；
吸附膜型緩蝕劑
吸附膜型緩蝕劑如有機(jī)胺、木質(zhì)素類、葡萄糖酸鹽等. 以有機(jī)胺為例（例如：廈門勝泉化工科技生產(chǎn)的SQ-06系列）,有機(jī)胺是用作冷卻水系統(tǒng)的吸附膜劑,這種有機(jī)胺又稱為膜胺,主要指C10～C20的鏈狀脂肪族胺. 如C16 H33NH2 、(C16 H33 ) 2NH、C18 H37NH2 、(C18H37) 2NH. 它們制造容易,緩蝕性能較好,所以應(yīng)用也較廣. 胺及其衍生物也具有較好的緩蝕性能. 有機(jī)胺分子中的親水基團(tuán)為—NH2 和NH ,親油基團(tuán)為烷基. 有機(jī)胺投加到水中后,氨基(親水基) 吸附在金屬表面,烷基(親油基) 朝外(腐蝕環(huán)境) . 金屬表面都吸附了有機(jī)胺后,就形成一層吸附膜. 吸附膜中的烷基發(fā)揮遮蔽作用. 阻止水、氯離子和氧等腐蝕性物質(zhì)和金屬接觸,起到防止金屬腐蝕的作用. 由于氨基能穩(wěn)固地吸附在金屬表面,故可防止水流速對(duì)吸附膜的破壞作用. 有機(jī)胺能透過(guò)金屬表面上已存在的腐蝕產(chǎn)物或污垢面而逐漸在金屬表面形成保護(hù)膜. 因此,有機(jī)胺不僅可以用于比較清潔的系統(tǒng). 而且可用在已運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間且存在一些腐蝕和污垢的系統(tǒng). 有機(jī)胺在滲透穿過(guò)腐蝕產(chǎn)物和污垢并在金屬表面附著的過(guò)程中,能使這些污垢和腐蝕產(chǎn)物相互的結(jié)合松弛,與金屬表面的粘聚力下降,使它們逐漸脫落而被水沖走. 由于有機(jī)胺有相當(dāng)好的清洗金屬表面的能力,所以在污垢比較多的系統(tǒng)中使用有機(jī)胺時(shí),要逐漸加入,并慢慢增加其濃度,以免剝落下來(lái)的污垢太多,造成熱交換器管子堵塞.
C16H33NH2 、(C16H33) 2NH、C18H2 ,NH2 、(C18H37) 2NH
等有機(jī)胺只要加2 %左右于冷卻水中,就可均勻擴(kuò)散到各個(gè)角落. 起始濃度由20 mg/ L～50 mg/ L 分批投入,待有機(jī)胺在金屬表面形成單分子膜后,就消耗較少,只要補(bǔ)充損失量即可. 有機(jī)胺的膜相當(dāng)牢固,成膜后在冷卻水中維持幾個(gè)mg/ L 即可,短時(shí)間停止投藥或水中有機(jī)胺濃度降到零也不會(huì)引起多大變化,發(fā)現(xiàn)后及時(shí)投藥就可以. 有機(jī)胺的緩蝕效果相當(dāng)好. 在一般的冷卻水系統(tǒng)使用,其緩蝕率可達(dá)90 %以上,經(jīng)常受沖刷和侵蝕的區(qū)域約為50 %. 單獨(dú)使用有機(jī)胺的防腐效果好,如再和其它緩蝕劑一起使用,防腐蝕效果則更佳. 但有機(jī)胺的防腐蝕性能受鹽量的影響較大. 在含鹽高的水中,單體胺的擴(kuò)散較困難,防腐蝕能力下降,在海水中投加50 mg/ L 的胺對(duì)碳鋼的緩蝕率僅有35 %～60 % ,增加胺的濃度至200 mg/ L ,緩蝕率也只有60 %～80 %.
有機(jī)胺的優(yōu)點(diǎn)是:緩蝕效果好;抗氯性能良好,加氯殺菌不會(huì)影響有機(jī)氨的防護(hù)作用
沉淀膜型緩蝕劑
水中離子型緩蝕劑分析以聚磷酸鹽為例,聚磷酸鹽是目前使用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的冷卻水緩蝕劑之一. 除了具有良好的緩蝕性能外,聚磷酸鹽還是優(yōu)良的阻垢劑,可阻止水中碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)垢. 最常用的聚磷酸鹽是六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉. 它們是一些線形無(wú)機(jī)聚合物。聚磷酸鹽具有強(qiáng)表面活性,其分子結(jié)構(gòu)中的P O 基能容易提供電子對(duì)給具有空軌道的金屬,牢牢地吸附在金屬上. 聚磷酸鹽的緩蝕、阻垢性能都和它的表面活性有關(guān). 聚磷酸鹽具有陽(yáng)極極化和陰極極化雙重緩蝕性能.
聚磷酸鹽是一種非氧化型的鈍化劑. 聚磷酸鹽加入水中之后,很容易吸附在金屬表面上,并且置換出吸附在金屬表面的一部分H+ 和H2O 分子,降低了溶解氧和H+ 及H2O 反應(yīng)的可能性. 而且,它使溶解氧更容易吸附在金屬表面. 當(dāng)足量的氧吸附在金屬表面時(shí),氧使金屬表面鈍化,所以,聚磷酸鹽必須在溶解氧存在條件下才能表現(xiàn)出陽(yáng)極極化的緩蝕性能. 聚磷酸鹽和水中存在的二價(jià)金屬離子如鐵、鈣、鋅等結(jié)合,在金屬表面形成一層沉積物膜,起陰極極化作用,抑制金屬的腐蝕,所以聚磷酸鹽又是陰極型緩蝕劑. 聚磷酸鹽的表面活性使它具有清洗金屬表面的能力. 在冷卻水系統(tǒng)開工時(shí)可以用它對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的清洗. 如果系統(tǒng)的污垢不嚴(yán)重,聚磷酸鹽能逐漸的將污垢清洗出去. 逐漸建立完整的腐蝕控制,它對(duì)于控制點(diǎn)蝕和瘤狀或結(jié)節(jié)狀的腐蝕特別有效.
聚磷酸鹽在堿性條件下,形成磷酸鈣垢的危險(xiǎn)很大. 使用聚磷酸鹽時(shí),如系統(tǒng)中只有鋼鐵材料,水中的pH值在5. 0～7. 0 為宜. 如系統(tǒng)中存在銅和銅合金,低pH值易使銅受到腐蝕,水中的pH 值應(yīng)嚴(yán)格控制在6. 7～7. 0 或添加銅緩蝕劑并降低pH 值,以避免生成磷酸鈣垢. pH 值高于8 ,不但會(huì)產(chǎn)生磷酸鹽垢,同時(shí)也會(huì)發(fā)生局部的腐蝕. 還有磷酸鹽含磷,是微生物生長(zhǎng)繁殖的養(yǎng)料,在水中聚磷酸鹽會(huì)被許多的微生物分解而降低緩蝕性能,也會(huì)局部腐蝕并造成微生物污染.
金屬離子型緩蝕劑分析以銅緩蝕劑為例[4 ] ,當(dāng)設(shè)備用銅和銅合金制造時(shí),存在一種特殊的腐蝕問(wèn)題:被腐蝕而產(chǎn)生的銅離子很容易和較活潑的金屬,如鐵和鋁等發(fā)生如下反應(yīng):
Fe + Cu2 + →Cu + Fe2 +
2Al + 3Cu2 + →2Al3 + + 3Cu
銅離子經(jīng)還原而生成的金屬銅便沉積在活潑金屬上面,銅作為陰極,活潑金屬為陽(yáng)極,構(gòu)成腐蝕電池. 由于銅的電位較低(Eo氧化= - 0. 337 V) ,腐蝕電池的電動(dòng)勢(shì)很大,會(huì)使活潑金屬受到嚴(yán)重的、穿透速度很快的腐蝕. 銅和銅合金產(chǎn)生的銅離子,還會(huì)被水帶到很遠(yuǎn)的地方沉積下來(lái)而引起腐蝕. 將水中的銅離子濃度控制在0. 1 mg/ L 以下可以防止這種腐蝕,冷卻水系統(tǒng)所使用
的緩蝕劑,大多數(shù)都能抑制銅受到腐蝕,但將水中的離子濃度控制在0. 1 mg/ L 以下,要在中性和堿性水中才能實(shí)現(xiàn). 因此,使用有銅和銅合金材料的冷卻水的pH值必須控制在6. 5 以上. 下面介紹幾種重要的銅緩蝕劑:
1)β—疏基苯并噻唑(MBT) [5 ,6 ] (Mercaptobenzoth2iazole) ,其結(jié)構(gòu)式為:
對(duì)于銅和銅合金,β—疏基苯并噻唑是一種特別優(yōu)良的緩蝕劑,它在低濃度時(shí)(例如2 mg/ L) 就能將銅和銅合金的腐蝕速度降得很低. 銅的表面對(duì)β—疏基苯并噻唑有很強(qiáng)的化學(xué)吸附作用,吸附在銅表面的β—疏基苯并噻唑按一定的方式排列,將腐蝕物質(zhì)隔開,并且阻止銅變?yōu)殂~離子進(jìn)入水中而引起腐蝕.β—疏基苯并噻唑?qū)︺~沉積在鐵和鋁等活潑金屬上而引起的電偶腐蝕的抑制也很有效. β—疏基苯并噻唑的優(yōu)點(diǎn)是: (1) 對(duì)銅和銅合金的腐蝕控制比較有效; (2) 用量少. 它的缺點(diǎn)是:易被氧化而失效,所以應(yīng)避免和氧化劑型的緩蝕劑一起使用;對(duì)氯和氯胺很敏感,也易被它們氧化.
2) 1 ,2 ,3 —苯并三唑(BTA) (Benzotriazole) ,結(jié)構(gòu)式為1 ,2 ,3 —苯并三唑是一種很有效的銅和銅合金緩蝕劑.它對(duì)銅的緩蝕作用與MBT相似:銅的表面對(duì)苯并三唑或苯并三唑與銅離子的螯合物有強(qiáng)烈的化學(xué)吸附作用,在銅表面形成防腐屏幕,防止腐蝕性物質(zhì)與銅接觸,又阻止銅進(jìn)入水中成為銅離子. 所以它不但能抑制金屬基體上的銅溶解進(jìn)入水中,而且還能使進(jìn)入水中的銅離子鈍化,防止銅在鋼、鋁、鋅及鍍鋅鐵等金屬上的沉積和黃銅的脫鋅. 此外,1 ,2 ,3 —苯并三唑?qū)﹁F、鎘、鋅、錫也有緩蝕作用. 它的使用濃度比MBT 還低,只要1 mg/ L 就能建立對(duì)銅和銅合金的良好保護(hù),使用時(shí)的pH 值范圍為5. 5～10 ,濃度不必隨pH 值而調(diào)整.1 ,2 ,3 —苯并三唑的抗氧化能力強(qiáng),不會(huì)因加氯而遭到破壞. 雖然氯會(huì)與它生成不穩(wěn)定的化合物,使它對(duì)銅的保護(hù)作用減弱. 1 ,2 ,3 —苯并三唑的優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)銅和銅合金的緩蝕效果好;更能耐受氯的氧化作用. 它的缺點(diǎn)是價(jià)格較高.
3) 硫酸亞鐵:硫酸亞鐵是特別的緩蝕劑,常作為海水、其他咸水或直流冷卻系統(tǒng)中的銅和銅合金的緩蝕劑. 用海水作冷卻水的銅換熱器,加以硫酸亞鐵使銅管內(nèi)壁生產(chǎn)一層含有鐵化合物的保護(hù)膜,甚至可以厚達(dá)0. 0762 mm ,有效地抑制銅受到的腐蝕,特別是水流沖刷引起的腐蝕. 這一過(guò)程稱為硫酸亞鐵造膜處理.
硫酸亞鐵的優(yōu)點(diǎn)是:價(jià)格便宜,用量少;污染較輕.它的缺點(diǎn)是:造膜技術(shù)較為復(fù)雜;冷卻水中含有硫化氫或其它還原性物質(zhì),且污染很嚴(yán)重時(shí),硫酸亞鐵造膜無(wú)效.
鈍化膜型緩蝕劑
鈍化膜型緩蝕劑簡(jiǎn)稱鈍化劑,為無(wú)機(jī)強(qiáng)氧化劑[3 ] .如鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽等. 在反應(yīng)中比較容易被還原的強(qiáng)氧化劑才能作鈍化劑. 以鉻酸鹽為例,鉻酸鹽包括鉻酸(H2CrO4) 和重鉻酸(H2Cr2O7) 的可溶性鹽,如Na2Cr2O7 、Na2CrO4 、K2Cr2O7 、(NH4) 2CrO4 等,
分子結(jié)構(gòu)中鉻為正六價(jià). 鉻酸鹽和重鉻酸鹽可以以任何比例混合而不影響緩蝕效果,所以一般統(tǒng)稱為鉻酸鹽.
鉻酸鹽有很強(qiáng)的氧化能力,發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)Cr6 +還原為Cr3 + . 鉻酸鹽在較高濃度時(shí)是十分有效的陽(yáng)極鈍化劑. 鉻酸鹽對(duì)碳鋼的鈍化與碳鋼在H2SO4 中的電位極化相似,鈍化時(shí)鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為:
Cr2O72 - + 8H+ + 6e →Cr2O3 + 4H2O
反應(yīng)時(shí)被還原的鉻酸鹽以Cr2O3 的形態(tài)吸附在鐵的表面和鐵表面同時(shí)生成的Fe2O3 共同組成鈍化膜,反應(yīng)為: 2Fe + 3H2O →Fe2O3 + 6H+ + 6e
用鉻酸鹽鈍化的鐵的表面那層鈍化膜,充分脫水,結(jié)構(gòu)致密,防腐性能好. 而其它緩蝕劑處理鐵都無(wú)法得到這樣的膜,甚至用KMnO4 強(qiáng)氧化劑也不能達(dá)到鉻酸鹽鈍化鐵的那種程度.
鉻酸鹽的優(yōu)點(diǎn)是:它不僅對(duì)鋼鐵,而且對(duì)銅、鋅、鋁及其合金都能給予良好的保護(hù);適用的pH 值范圍很寬(pH = 6～11) ;緩蝕效果特別好,使用鉻酸鹽作緩蝕劑時(shí),碳鋼的腐蝕速度可低于0. 025 mm/ 年. 鉻酸鹽的缺點(diǎn)是:毒性大,環(huán)境保護(hù)部門對(duì)鉻酸鹽的排放有嚴(yán)格的要求;容易被還原而失效,不宜用于有還原性物質(zhì)(例如硫化氫) 泄露的煉油廠的冷卻系統(tǒng)中.