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目录1

第1章 基础知识1

1．天然水2

1.1 天然水中的杂质2

1.2 地面水与地下水3

1.3 各种天然水的成分3

2．城市给水、工业给水和工业冷却水4

3．冷却水系统5

3.1 直流冷却水系统5

3.2 密闭式循环冷却水系统6

3.3敞开式循环冷却水系统7

3.3.1 概况7

3.3.2 水源8

3.3.3 旁流处理8

3.3.4 优缺点9

4．敞开式循环冷却水的水质指标9

1.1.2 应用实例 110

5．冷却水系统中的换热器11

6．冷却水系统中金属的耐蚀性要求12

7．冷却水的水质判断13

7.1 水的饱和pH——pH．14

7.2 Langelier指数16

7.3 Ryznar指数17

7.4 Puckorius指数18

7.5 水质判断指数的局限性19

7.6 其它的水质判断指数20

7.6.1 Larson指数20

7.6.3 Casi1指数21

7.6.2 推动力指数21

7.6.4 侵蚀性指数22

7.6.5 Rlddick腐蚀指数23

7.7 Pisigan-Singley腐蚀速率计算式23

第2章 工业冷却水系统中金属的腐蚀27

1．冷却水系统中金属的腐蚀反应27

1.1 日常运行时金属的腐蚀反应27

1.2 酸洗时或加酸过多时金属的腐蚀反应28

2．冷却水系统中金属的腐蚀形态28

2.2 电偶腐蚀29

2.1 均匀腐蚀29

2.3 缝隙腐蚀30

2.4 孔蚀32

2.5 晶间腐蚀33

2.6 选择性腐蚀34

2.7 磨损腐蚀34

2.8 应力腐蚀36

3．冷却水对金属腐蚀的影响因素38

3.1 化学因素38

3.1.1 pH38

3.1.2 阴离子39

3.1.3 络合剂40

3.1.4 硬度41

3.1.5 金属离子41

3.1.6 溶解氧41

3.1.7 二氧化碳43

3.1.8 氨43

3.1.10 二氧化硫44

3.1.11 氯44

3.1.9 硫化氢44

3.1.12 酸、碱、盐的浓度45

3.2.1 流速46

3.2 物理因素46

3.1.13 悬浮物46

3.2.2 电偶48

3.2.3 温度48

4．冷却水系统中换热器管子的腐蚀隐患50

4.1 变动材质50

4.2 酸洗50

4.3 装运或水压试验51

4.4 残余应力51

4.8 晶粒取向52

4.6 热处理52

4.7 杂质金属52

4.5 高温沾污52

4.9 表面状态53

4.10 凹陷53

4.11 分层53

4.12 管头打磨54

第3章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅰ——添加冷却水缓蚀剂55

1．冷却水系统中金属的防护方法55

2．冷却水缓蚀剂及其条件56

3．单一冷却水缓蚀剂57

3.1 铬酸盐58

3.2 亚硝酸盐59

3.3 硅酸盐60

3.4 钼酸盐61

3.5 锌盐62

3.6 磷酸盐64

3.7 聚磷酸盐65

3.8 有机多元膦酸67

3.9 膦羧酸69

3.10 巯基苯并噻唑70

3.11 苯并三唑和甲基苯并三唑71

3.12 硫酸亚铁73

4．复合冷却水缓蚀剂74

4.1 协同作用和增效作用74

4.2 复合冷却水缓蚀剂的优点75

4.3 复合冷却水缓蚀剂的分类76

4.4 复合冷却水缓蚀剂的实例77

4.4.1 铬酸盐-锌盐和铬酸盐-锌盐-膦酸盐77

4.4.2 聚磷酸盐-锌盐79

4.4.3 锌盐-膦酸盐80

4.4.4 锌盐-膦羧酸-分散剂81

4.4.5 膦酸盐-膦酸盐82

4.4.6 聚磷酸盐-膦酸盐83

4.4.7 聚磷酸盐-正磷酸盐84

5．冷却水缓蚀剂的选择依据85

5.1 换热器材质和水质85

5.2 Ryznar指数和要求的腐蚀速率86

5.3 冷却水水处理剂选择图87

5.4 冷却水系统的类型88

5.4.1 直流冷却水系统88

5.4.2 密闭式循环冷却水系统88

5.4.3 敞开式循环冷却水系统90

6．缓蚀剂控制腐蚀的优缺点90

7．冷却水缓蚀剂的发展趋向91

8．应用实例92

第4章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅱ——提高冷却水的pH94

1．碳钢腐蚀速率与pH的关系94

2．Fe-H2O体系的腐蚀行为估计图95

3．碱性冷却水处理97

3.1 概况97

3.2 遇到的问题99

4．碱性冷却水处理用的复合水处理剂100

4.1 聚磷酸盐-正磷酸盐-有机多元膦酸-聚合物分散剂100

4.2 聚磷酸盐-有机多元膦酸-聚合物分散剂101

4.3 有机多元膦酸-聚合物分散剂-唑类101

4.4 锌盐-HEDP-PMA102

4.5 HEDP-PMA102

4.6 多元醇磷酸酯-丙烯酸系共聚物103

5．应用实例103

第5章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅲ——新型耐蚀材料换热器106

1.1.1 耐蚀性特点107

1．钛和钛钯合金换热器107

1.1 钛换热器107

1.2 钛钯合金换热器111

1.2.1 耐蚀性特点111

1.2.2 应用实例112

2．254SMO全奥氏体不锈钢凝汽器112

2.1 254SMO不锈钢的性能113

2.2 应用实例115

3．5454铝镁合金换热器115

3.1 性能116

3.2 应用实例119

4．氟塑料换热器119

4.1 制造换热器用的氟塑料120

4.2 结构121

4.2.1 列管式换热器122

4.2.2 浸入式换热器122

4.3 性能123

4.4 应用实例123

5．聚丙烯类换热器124

5.1 聚丙烯换热器124

5.1.1 特点与性能124

5.1.2 结构与规格127

5.1.3 应用实例127

5.3 石墨改性聚丙烯换热器130

5.3.1 特点与性能130

5.2 增强聚丙烯换热器130

5.3.2 应用实例132

6．化工搪瓷和微晶搪瓷换热器132

6.1 化工搪瓷132

6.2 微晶搪瓷133

6.3 应用实例134

6.3.1 强腐蚀性场合135

6.3.2 温度急变场合135

第6章 工业冷却水系统中金属的防护Ⅳ——冷却水防腐涂料136

1．冷却水防腐涂料的特点136

2.2 防腐颜料137

2.1 基料137

2．冷却水防腐涂料的组成137

2.3 溶剂138

2.4 杀生剂138

3．冷却水防腐涂料的作用机理138

3.1 屏蔽作用139

3.2 缓蚀作用139

3.3 阴极保护作用140

3.4 pH缓冲作用140

4．环氧三聚氰胺甲醛防腐涂料——CH-784涂料141

4.1 涂料的组成141

4.1.1 底漆142

4.2.2 耐蚀性能143

4.2.1 物理机械性能143

4.1.2 面漆143

4.2 主要性能143

4.3 施工工艺144

4.3.1 施工工艺要求144

4.3.2 施工工艺流程144

4.3.3 施工方法145

4.3.4 注意事项146

4.4 使用寿命147

4.5 应用实例147

5．富锌底漆148

5.1 简介148

6．冷却水防腐涂料的优缺点150

6.1 优点150

5.2 应用实例150

6.2 缺点151

第7章 工业冷却水系统中金属的防护V——阴极保护152

1．冷却水系统中的阴极保护152

1.1 用途152

1.2 阴极保护方法的选择154

2．阴极保护的保护电位值155

3．阴极保护所需的总电流155

4．牺牲阳极阴极保护156

4.1 牺牲阳极的材料156

4.2 牺牲阳极的结构158

4.3 牺牲阳极的安装158

5．外加电流阴极保护158

5.1.2 阳极的形式159

5.1 辅助阳极159

5.1.1 阳极材料159

5.1.3 阳极的安装160

5.2 参考电极161

6．阴极保护的应用实例162

6.1 海水换热器的牺牲阳极阴极保护162

6.1.1 概况162

6.1.2 运行情况163

6.1.3 存在的主要问题163

6.2 海水凝汽器的联合保护165

6.2.1 概况165

6.2.2 联合保护方案165

6.3 冷却水输水管道内壁的阴极保护167

6.2.3 阴极保护系统运行情况167

6.2.4 联合保护的优点及经济效益167

6.3.1 概况168

6.3.2 阴极保护的参数169

6.3.3 阴极保护系统的设计169

6.3.4 保护电位的测量170

6.3.5 运行情况和保护效果170

第8章 工业冷却水系统中的微生物腐蚀与防护171

1．冷却水中的微生物171

1.1 真菌171

1.3 细菌172

1.3.1 产粘泥细菌172

1.2 藻类172

1.3.2 铁沉积细菌173

1.3.3 产硫化物细菌174

1.3.4 产酸细菌175

2．冷却水中金属的微生物腐蚀176

2.1 铁和低碳钢176

2.2 不锈钢177

2.3 铜和铜合金178

2.4 镍和镍合金178

2.5 钛和钛合金179

3.1.1 沉积物的颜色180

3.1 微生物沉积物180

3．冷却水系统中微生物腐蚀的特征180

2.6 非金属材料180

3.1.2 沉积物的形状和部位181

3.2 蚀孔的形状181

4．冷却水系统中微生物腐蚀的监测182

4.1 微生物的监测182

4.2 腐蚀的监测182

5．冷却水系统中微生物腐蚀的控制183

5.1 控制方法183

5.1.1 选用耐蚀材料183

5.1.2 控制水质183

5.1.3 采用杀生涂料183

5.1.7 旁流过滤184

5.1.6 防止阳光照射184

5.1.5 清洗184

5.1.4 阴极保护184

5.1.8 混凝沉淀185

5.1.9 噬菌体法185

5.1.10 添加杀生剂185

5.2 微生物生长控制的指标186

6．冷却水杀生剂186

6.1 优良的冷却水杀生剂应具备的条件186

6.2 冷却水系统杀生剂的选择依据187

6.3 氧化性杀生剂187

6.3.1 氯188

6.3.2 次氯酸盐189

6.3.3 氯化异氰尿酸190

6.3.4 二氧化氯191

6.3.5 溴化丙酰胺192

6.3.6 臭氧192

6.4 非氧化性杀生剂193

6.4.1 氯酚类193

6.4.2 有机锡化合物194

6.4.3 季铵盐194

6.4.4 有机胺类196

6.4.5 有机硫化合物197

6.4.6 铜盐198

6.4.7 异噻唑啉酮198

6.4.8 戊二醛200

6.5.4 添加方式202

6.5.3 温度和pH202

6.5.5 停留时间202

6.5 使用中的注意事项202

6.5.2 抗药性202

6.5.1 与分散剂联合使用202

7．冷却水系统中微生物腐蚀及其控制实例203

7.1 微生物腐蚀的事例203

7.2 冷态运行杀菌灭藻处理方案203

7.2.1 冷却水系统概况203

7.2.2 杀菌灭藻处理方案205

7.2.3 效果205

第9章 工业冷却水系统的清洗207

1.1 冷却水系统中的污垢208

1．冷却水系统清洗的概况208

1.2 清洗工作的概况209

2．物理清洗210

2.1 优缺点210

2.2 常用的物理清洗方法210

2.2.1 捅刷210

2.2.2 吹气210

2.2.3 冲洗211

2.2.4 反冲洗211

2.2.5 高压水力清洗212

2.2.6 刮管器清洗213

3．化学清洗215

3.1 优缺点215

2.2.8 刷子清洗215

2.2.7 胶球清洗215

3.2 分类216

3.2.1 按清洗方式分类216

3.2.2 按所用清洗剂分类216

3.2.3 按生产装置状况分类217

3.3 主要的化学清洗方法217

3.3.1 碱清洗218

3.3.2 酸清洗219

3.3.3 络合剂清洗226

3.3.4 聚电解质清洗229

3.3.5 表面活性剂清洗231

3.3.6 杀生剂清洗232

3.3.7 有机溶剂清洗232

3.4 化学清洗方法的选择233

4．钝化235

4.1 钝化的目的235

4.2 钝化液的组成和使用235

5．预膜236

5.1 预膜的目的236

5.2 预膜方案的分类238

5.2.1 采用专用配方的预膜方案238

5.2.2 提高浓度的预膜方案238

5.4.2 膦酸盐预膜方案239

5.4.1 聚磷酸盐预膜方案239

5.3 预膜的时机239

5.4 代表性的预膜方案239

5.4.3 钼酸盐预膜方案240

5.4.4 聚磷酸盐-锌盐预膜方案240

5.4.5 铬酸盐-聚磷酸盐-锌盐预膜方案241

5.5 预膜中的注意事项241

6．应用实例242

6.1 清洗方案242

6.2 预膜方案242

6.3 清洗和预膜的效果243

第10章 工业冷却水系统的腐蚀事故及其处理244

1．低pH漂移腐蚀事故及其处理244

1.1 原因244

1.1.2 加氯过量245

1.1.1 加酸过量245

1.2 影响246

1.2.1 腐蚀速率的上升246

1.2.2 污垢物质的生成247

1.3 防止247

1.3.1 加酸过量的防止247

1.3.2 加氯过量的防止248

1.4 复原248

1.4.1 提高冷却水的pH248

1.4.2 除去污垢形成物质250

1.4.3 重新预膜250

1.4.4 善后问题251

1.5 处理方案251

1.5.1 几种方案252

1.6 处理实例254

1.5.2 碱性物质的添加量254

2．漏油腐蚀事故及其处理255

2.1 漏油与腐蚀255

2.2 处理方案256

2.2.1 概况257

2.2.2 具体内容257

2.3 漏油处理实例258

2.3.1 漏油情况258

2.3.2 找出漏油源259

2.3.3 机械冲洗259

2.3.4 机械除油259

2.3.6 微生物生长的控制260

2.3.5 化学清洗260

2.3.7 处理结果261

2.3.8 转入正常运行261

2.4 几点意见261

2.4.1 缓蚀剂的选用261

2.4.2 旁滤池滤料的更换261

2.4.3 泡沫的消除261

第11章 工业冷却水系统中金属腐蚀的监测262

1．试片法262

1.1 试片的材质和规格262

1.2 试片的预处理263

1.3 试片的安装263

1.5 监测内容265

1.4 监测时间265

1.5.1 外观检查266

1.5.2 腐蚀速率的测定266

1.5.3 孔蚀监测266

1.6 优点和局限性266

2．试验管法267

3．线性极化法268

3.1 原理269

3.2 测量装置270

3.3 优缺点270

4．电阻法271

4.1 原理271

4.2 与其他方法相比272

5.1 结构273

5．监测换热器法273

5.2 操作条件274

5.3 腐蚀数据的收集275

6．腐蚀监测的实例275

6.1 实验型冷却水系统中的监测275

6.1.1 加氯过量276

6.1.2 加酸过量277

6.1.3 温度升高278

6.2 工业冷却水系统中的监测278

6.2.1 炼油厂冷却水系统280

6.2.2 空调冷却水系统280

6.2.3 冶炼炉冷却水系统280

参考文献281