冷却水系统化学处理概念..doc

冷却水系统化学处理概念 1.????????? 序言 冷却水的主要功能在于移除制造过程中所产生的热量，维持工场各部分温度的适当控制，其作用是否良好与生产顺利息息相关，直接影响工厂之生产成本及设备使用寿命。因之，如何使冷却水处理经济有效实为工厂管理之重要课题。 冷却水如同人体的血液循环系统，流遍整个工场各项设备，决定处理方案之前，应对系统具有深入了解，才能对症下药，并且配合持续追踪系统各项设备运转情形，随时因应运转条件的改变，适时调整处理方案，达到最佳控制目的，然而这些动作均需要经验与技术，以及对系统和药品处方的了解，否则无法提出适当的应变措施，对用户将造成难以估计的损失。 （1）水处理流程图 杀菌、灭藻除垢、除锈 中和、钝化和预膜 定期检测水质、排污 排污保养 日常投加缓蚀、杀菌药 ? （2）??? 水处理加药流程示意图 一般冷却水引起之障害有三种，即腐蚀( Corrosion ) 、水垢(Scale)、淤泥之沉积 ( Deposition ) 及微生物( Slime )，这些问题彼此间息息相关，一个问题会延生并发其它问题，为方便了解起见，兹将以上各项问题的发生原因及控制方法分述如下： 2.????????? 腐蚀 金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属破坏之现象。针对他所造成之影响，将导致工场损失。因此预防处理的主要目的是： 1.??????? 降低由于设备损坏导致的停机。 2.??????? 降低由腐蚀产物质所导致淤塞管路、降低生产效率。 3.??????? 降低初期投资成本的需求(如果系统金属能适当的被保护，可以省下昂贵的管路及设备维修等花费)。 钢是冷却水系统中须预防腐蚀的金属材质。铜、铜管及其它材质的管路也很重要，但他们在先天上就比钢具有更佳的耐蚀性。系统中若使用铝材质管路则须另外考虑其它的问题。 腐蚀反应之基本要素： (a)阳极 (b)阴极 (c)电解质 (d)电子流 以上四者缺一则腐蚀反应即无法发生。 氧气是造成腐蚀反应的最主要因素，冷却水于水塔中与空气充分接触，水中溶氧高达8～10 ppm 极易促成腐蚀。 氧气的阴极腐蚀半反应如下： ○ 阳极：Fe → Fe++ ＋ 2e- ○ 阴极：2e- ＋ 1/2 O2 ＋ H2O → 2OH- Fe ＋ 1/2 O2 ＋ H2O → Fe(OH)3 → Fe2O3 若水呈酸性时，则阴极反应成为： 2H+＋ 2e- → H2 以上即金属与氧或酸作用，造成腐蚀反应，阳极和阴极两个半反应同时发生﹐下图为典型腐蚀反应： 腐蚀依破坏程度又可分为均匀(Uniform)腐蚀及局部(Localized)腐蚀两类。 ???????? 均相腐蚀 - 发生于整个表面，通常不会造成很大的问题。 ???????? 局部腐蚀 - 腐蚀仅发生在极小面积。迅速的导致金属穿孔毁坏。 腐蚀的种类: 腐蚀的种类可以从巨观及微观来判别: 巨观的腐蚀 此种腐蚀用肉眼即可观察出来。具有种类如下: 1.? 流电腐蚀 (Galvanic corrosion)︰如下图不同金属接合处，因金属电位不同所产生之腐蚀。如铜(Copper) 和碳钢板( Carbon Steel sheet ) 的接合处，碳钢板会丢电子给铜结果在碳钢板常发生严重之腐蚀现象。 2.??????? 点蚀(Pitting)︰ 如下图氧气所引起的腐蚀呈点蚀( Pitting ) 状态，会局部侵蚀深入金属内部之倾向， 若未有效抑止可能穿透管壁而造成穿孔、泄漏。 3.??????? 氧浓淡电池 (Concentration cell)︰沉积物上下界面因溶存氧浓度不同将会造成氧浓淡电池( Oxygen Concentration Cell)，沉积物上方氧气充足，即形成阴极反应：氧接受电子﹔沉积物下方缺氧区，即形成阳极反应：金属氧化失去电子，发生严重之腐蚀现象。 4.??????? 选择性溶出(Leaching)︰选择性溶出是合金中的一种金属自晶格子中溶出(如下图)，最常见的为脱锌作用。脱锌作用乃是锌自铜锌合金中溶出，而形成多孔性铜结构，颜色也由黄色转变成红铜色。各种合金对于脱锌腐蚀的抗拒力不同，如70-30黄铜最劣，海军黄铜较优。 微观的腐蚀 此种形态的腐蚀发生初期时只能用显微镜观察得到。 1.??????? 晶界(Intergranular)腐蚀─此为沿着金属晶粒的局部腐蚀。原因是晶粒周围因结晶格子扭曲，具有较高的能量，因此晶界氧化电位较晶粒中心高。 2.??????? 穿晶(Transgranular)腐蚀─此为穿透晶粒之局部腐蚀。此种形态的腐蚀通常伴随外部力量及腐蚀性环境下所导致的。 3.??????? 应力腐蚀破管(Stress Corrosion Cracking, SCC