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铜质冷凝器腐蚀原因分析(RT系列水系统凤凰彩票app手机版、水处理剂)

(印刷线路板厂循环冷却水系统的清洗水处理注意事项)


  印刷线路板作为俗称电子芯片(集成电路)的安装平台,所用材料有黄金、白银、锡、铜及大量聚酯合成材料,制造工艺因需要大量使用工业硫酸、盐酸,对周边空气水质土壤环境造成严重不良影响。这些企业一般都建有酸气吸收塔,由于酸气吸收塔对酸气的不完全吸收导致腐蚀性气体外泄,由于中央空调冷却塔受腐蚀性气体的影响,导致冷却水系统管道腐蚀,严重时会造成空调主机冷凝器穿管。
  具体腐蚀过程是:厂区空气中存在着腐蚀性气体二氧化硫及氯化氢,二氧化硫对系统铜材设备的腐蚀是通过硫氧化细菌的参与完成的,其过程如下:由于系统粘泥滋生较严重,附着在冷凝器铜管壁上,在粘泥与铜管壁间的垢下区,由于大量硫酸根离子及硫氧化细菌的存在,导致了一系列化学反应的发生,二氧化硫溶于水后被硫氧化细菌氧化成硫酸,垢下局部高浓度的硫酸破坏了冷凝器换热铜管表面的氧化铜膜,反应形成硫酸铜,造成金属铜不断溶解。随着二氧化硫酸性气体不断进入冷却水系统,在硫氧化细菌的作用下,空调冷凝器铜管也不断被腐蚀。铜材设备腐蚀使水中溶解的铜离子超标,铜离子超标又会加剧系统中碳钢设备及管道的腐蚀,进一步的恶性循环。(中央空调冷却塔受酸气影响的问题不是个别现象。一些地区的宾馆一般采用中央空调制冷,采用锅炉供热。由于燃油质量下降,锅炉烟气排放的二氧化硫含量大大增加,造成冷却水pH值下降、系统腐蚀的现象时有发生,只不过没有电子线路板厂的后果严重而已)


具体案例:某企业停车大修时对铜质蒸汽冷凝器进行了机械清洗效果尚可,但在进水试漏过程中发现,经机械清洗过的7台铜质蒸汽冷凝器5台不同程度泄漏,其中2台泄漏严重,直接影响生产的正常进行。鉴于上述情况,不存在化学清洗造成腐蚀穿孔事故的问题,对系统进行了腐蚀原因分析。
泄漏的铜质蒸汽冷凝器管壁厚度无明显变化,循环水侧附着0.5~1.0 cm厚灰黑色有腥味粘泥,对清洗后的蒸汽冷凝器剖管后检查发现循环水侧管壁有“瘤状”附着物,附着物呈浅兰色且混有泥块,去掉附着物后可见其下部有明显的坑蚀,有许多已经穿孔:有的小孔呈圆形,孔径较小;有的孔呈不规则形,孔较大,同一台冷凝器下半部较上半部腐蚀严重。
经对铜管腐蚀形态分析判断认为:铜质蒸汽冷凝器的腐蚀主要为点蚀(表现为小孔腐蚀)和脱合金腐蚀。
1、点蚀是一种最隐蔽的腐蚀形式,通常发生在很小且独立的区域内。在此区域内,整个金属的质量损失很小,然而如很快发展,能导致金属腐蚀穿孔。当铜管内壁上有沉积物时,阻止了氧到达下面的金属表面,此时沉积物的下面由于缺氧而成为阳极,引起沉积物下的金属腐蚀。
一般认为氯离子是影响铜管点蚀的一个因素,因为氯离子直接参与了氧化亚铜保护膜的形成过程,最初在金属表面上形成腐蚀产物,然后水解成氧化亚铜:2Cu+2Cl-2CuClCu2O+2HCl
如果氯化亚铜的形成速度加快或者氯化亚铜水解成氧化铜的速度减缓,则会在任何地点发生点蚀,而沉积物阻碍最初的腐蚀产物氯化亚铜的扩散,抑制了氯化亚铜的水解,从而在有沉积物的地方形成点蚀,氯化亚铜可被氧化成Cu2+:CuClCu2++Cl-+e
而新形成的铜离子能与基体铜发生反应,产生亚铜离子:Cu2++Cu2Cu+
从而形成自催化反应,加速铜的腐蚀,同时在孔的上面形成由二价铜盐组成的小块垢,一般为绿色孔雀石CuCO3.Cu(OH)2。
在点蚀坑内,Cu、CuCl和Cu2O并存,使得该处的pH值达到2.5~4.0,因此在自催化和酸性条件下,孔蚀将会加剧,最终穿透金属管壁。
2、脱合金腐蚀:在有沉积物的地方,由于热扩散不均匀,使得该处的温度很高,与周围金属形成热电偶电位差,从而使得铜离子能从热阳极区迁移到冷阴极区而引起局部腐蚀。黄铜通常表现为脱锌腐蚀,其特征为白色或棕黄色混合的腐蚀产物,一般为ZnCl2.ZnCO3.Zn(OH)2。铁白铜则表现为脱镍腐蚀。金属的热电偶电位相差越大,发生脱合金腐蚀的倾向性越大。
由此可见粘泥沉积物是引起铜管腐蚀的主要原因。
因此我们建议:
1、对印刷线路板厂循环冷却水系统的清洗必须科学采样,一般不采用RT-828A安全强力除垢剂进行清洗除垢,而应该采用高浓度的RT-303粘泥剥离凤凰彩票app手机版进行1-2次的清洗除泥。
2、加强杀菌灭藻的力度。生物粘泥是造成沉积物的主要组成部分,沉积物是造成铜管腐蚀的主要原因。因此加大杀菌灭藻力度,减少循环水中微生物的总量是一关键措施。并定期对设备表面的粘泥细菌藻类采用RT-303粘泥剥离凤凰彩票app手机版和RT-304杀菌灭藻剂进行灭杀剥离,之后进行大排大补,使剥离下来的沉积物排出系统。
3、消除造成设备泄漏的隐患。工艺介质、废气泄漏是系统产生细菌的主要原因,例如对电子印刷线路车间的不达标的酸气吸收塔进行整改等,防止工艺介质泄漏或及时找到漏点。对重点换热器进出水进行查漏分析,及时发现,及时处理。定期开展对各换热器、水冷器的测温考核,掌握设备运行情况。
企业中央空调冷水主机由于频繁地检修、更换铜管及压缩机头增加的设备的运行成本每年大约在几十万元左右,由于空调停机给生产造成的损失就更大。而空调冷却水系统的清洗水处理费用每年仅在几万元左右。因此,认真做好循环水系统的清洗水处理,使系统不出现空调冷凝器穿管道泄漏的现象,抑制了腐蚀,节约了空调设备的维修费用,保证了企业的正常生产,从而间接地创造了利润。
附:电子印刷线路板行业属高耗能高污染行业。1990年代中期,大批香港台湾线路板企业因当地排污费用提高,纷纷迁入广东,东莞市因其交通地理位置便利则成了线路板企业的最大集中地,大片农田变成了线路板厂。几年后,由于西门子、菲利普和摩托罗拉等国外大买主对供应商生产环境保护条件的提高,部分大型企业花费巨资进行ISO1500综合环保改造,加之土地资源日益紧张,线路板企业被迫北上,经广州再向粤北和湖南省转移。

 

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