循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)富含金屬離子，比如鈣離子、鎂離子、氯離子及硫酸根離子等。循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕主要是和空氣中氧氣結(jié)合，出現(xiàn)系統(tǒng)腐蝕問題，造成循環(huán)水設(shè)備換熱器傳熱效率低下，嚴(yán)重會(huì)造成設(shè)備穿孔。循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕主要分為溶解氧腐蝕及點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等問題。

　　溶解氧腐蝕時(shí)，金屬鐵與水發(fā)生反應(yīng)，陰極的氧氣在鐵氧電池的電化學(xué)反應(yīng)中起陰極去極化效應(yīng)。使得二價(jià)的鐵離子向三價(jià)的鐵離子轉(zhuǎn)換，生成氫氧化鐵。這是一種沉淀物質(zhì)，它能夠減少陽極的二價(jià)的鐵離子含量，加劇腐蝕程度。

　　氧腐蝕主要進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)方程式如下所示:

　　Fe→Fe2++2e

　　O2+2H2O+4e→4OH-

　　其中，在水中受溶解氧腐蝕后，F(xiàn)e發(fā)生反應(yīng)生成的Fe2+，由于Fe2+的不穩(wěn)定性，會(huì)繼續(xù)發(fā)生下列變化：

　　Fe2++2OH-→Fe(OH)2

　　Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3

　　Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O

　　從上述反應(yīng)中可以看出，氫氧化二鐵是不穩(wěn)定的，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去，最終產(chǎn)物主要是氫氧化鐵和四氧化三鐵。

　　在循環(huán)水系統(tǒng)中，發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)高價(jià)鐵作為陰極，受熱面按Fe→Fe2+→Fe3+的過程反復(fù)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，逐漸使系統(tǒng)設(shè)備遭到損壞。此時(shí)系統(tǒng)中鐵的含量增高，腐蝕物的生成會(huì)加速水中沉淀的生成。

　　隨著溶解氧腐蝕程度的加深，腐蝕物質(zhì)在設(shè)備的表層生成許多凸起。這些凸起的半徑約在0.5～13mm，隨著進(jìn)一步的腐蝕加深，這些凸起逐漸形成小坑發(fā)生點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕的發(fā)生是由于金屬表面上的凸起或雜質(zhì)形成由小陽極大陰極組成的腐蝕電池，當(dāng)陽極面積越小時(shí)，腐蝕程度就越深。點(diǎn)蝕發(fā)生后會(huì)向表面下生長，可能導(dǎo)致穿孔發(fā)生。

　　縫隙腐蝕往往會(huì)發(fā)生在設(shè)備上的滯留縫隙部位。縫隙腐蝕在循環(huán)水中較為常見，如換熱管的管板和管子的接壤處，這些縫隙寬度一般在0.025mm以下，其寬度可以使水通過，但一些金屬離子和部分溶液又難以進(jìn)出。當(dāng)殼程中水流的速度較低，縫隙腐蝕就容易發(fā)生，在設(shè)備的轉(zhuǎn)彎處，水的流動(dòng)速度接近于零時(shí)，伴隨縫隙腐蝕的同時(shí)，局部還會(huì)發(fā)生較為厲害的污垢沉積，這種腐蝕多屬于垢下腐蝕，危害較嚴(yán)重。

　　1防腐措施

　　采用投加緩蝕劑于循環(huán)水用以抑制循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的措施應(yīng)用十分廣泛。緩蝕劑的投加量在幾毫克到幾十毫克每升不等，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。采用的循環(huán)水緩蝕劑，種類繁多，根據(jù)其機(jī)理不同，說法不一。從電化學(xué)腐蝕角度來看，一般認(rèn)為它是在金屬表面發(fā)生極化作用，減小了它的腐蝕電流，起到緩蝕作用，即遏制了陽極或者是遏制了陰極的化學(xué)反應(yīng)過程，以此來降低了金屬的腐蝕率。根據(jù)成膜理論，一般認(rèn)為它在金屬表面上生產(chǎn)了一層比較難溶解的膜，從而抑制了水中氧的擴(kuò)散和金屬的溶解，以此來達(dá)到減小金屬的腐蝕率的目的。

　　常見的緩蝕劑的類型，按照其各異的化學(xué)成分，能劃分成有機(jī)緩蝕劑、無機(jī)緩蝕劑與聚合物類緩蝕劑三類，具體的分類如下表1所示。

　　緩蝕劑的應(yīng)用在一定程度上減少了腐蝕的發(fā)生，而許多生產(chǎn)實(shí)踐和研究表明，加入各種緩蝕藥劑后，在水中藥劑會(huì)發(fā)生復(fù)配，有時(shí)還會(huì)彼此產(chǎn)生副作用，進(jìn)而降低其處理效果；并且投加大量的化學(xué)藥劑容易產(chǎn)生二次污染。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，人們對(duì)環(huán)保的要求也就越來越嚴(yán)格，污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。國家開始制定并實(shí)施控制污染物排放總量的政策。因此研究推出新型高效及沒有毒性的水處理方法已經(jīng)是迫在眉睫。

　　2臭氧防腐蝕機(jī)理的探討

　　腐蝕是金屬受到周圍環(huán)境中某些氧化劑的作用而發(fā)生的一種氧化現(xiàn)象。金屬被氧化的地方稱之為陽極，氧化劑受到還原就成為陰極，當(dāng)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電子流經(jīng)兩極的金屬之間，即產(chǎn)生腐蝕電流。

　　循環(huán)水系統(tǒng)中的腐蝕主要以局部腐蝕為主。以垢下腐蝕為例，由于金屬表面的污垢沉積，其下方有許多水能進(jìn)入但不能流動(dòng)的縫隙，在縫隙外水連續(xù)流動(dòng)，使得水中溶解氧較多；而縫隙中所存水的流動(dòng)性差，則溶解氧較少，從而形成氧的濃差極化電池，導(dǎo)致大面積的垢下腐蝕。另外，縫隙內(nèi)陽極溶解下來的帶正電荷的金屬離子不斷增加即金屬鹽溶液的濃度增加，使縫隙內(nèi)金屬總是處于活化狀態(tài)，易于腐蝕。

　　臭氧防腐原理是在緩蝕劑表面形成密氧化膜，把活躍的金屬離子轉(zhuǎn)化成鈍化狀態(tài)，緩解腐蝕現(xiàn)象。臭氧處理循環(huán)水冷卻系統(tǒng)時(shí)，會(huì)在循環(huán)水系統(tǒng)形成PH值偏堿性環(huán)境，減輕了腐蝕的作用。臭氧也是一種高效的殺菌藥劑，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中的微生物做到凈化作用，減輕整個(gè)系統(tǒng)的腐蝕進(jìn)度。