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载冷剂乙二醇腐蚀机理

冰河冷媒     2020-05-13

  纯净乙二醇为无色有甜味、粘稠液体,与水互溶,pH值在6.8左右近中性,无腐蚀性。它是最简单二元醇,每个分子有两个羟基,易与水分子形成氢键,产生缔合现象。

  乙二醇水溶液作为载冷剂使用后产生腐蚀性,主要包括酸性腐蚀、电化学腐蚀、垢下腐蚀、气穴腐蚀等。(1)载冷剂乙二醇水溶液常使用脱盐水与纯净乙二醇按比例配制而成,具有一定黏度。载冷剂循环系统中储罐、缓冲罐、循环泵等设备暴露在室外,空气中的二氧化碳,二氧化硫,硫化氢等酸性物质易被溶液吸收,使乙二醇水溶液呈酸性。

  (2)低温乙二醇水溶液经高温换热器和精馏塔时,乙二醇分子中羟基易被氧化,生成乙醇酸、乙二醛、乙二酸等酸性物质,溶液存在的氯离子与羧酸会生成卤代酸,其诱导效应有利于羧酸的离解,使溶液呈酸性,pH值降低,造成酸性腐蚀。

  (3)碳钢材料表面粗糙、不均匀,含碳量较高,乙二醇水溶液一旦呈酸性,就会在碳钢材料表面变成电解质溶液,溶液在循环过程中会溶解少量的氧。因此,碳钢材料内的铁、碳、与材料表面的电解质溶液形成了原电池环境,导致电化学腐蚀的发生。

  (4)随着腐蚀加剧,产生大量氢氧化铁胶体和沉淀,分别在载冷剂储罐底部、换热器内螺纹、阀门流道、管道弯头及焊接点等处聚沉结垢,长时间积累,导致垢下形成无氧环境,氢无法及时循环排出,进而形成垢下腐蚀,并向碳钢设备及管线纵腐蚀,直至形成穿孔。

  (5)循环加压过程中,泵叶轮周围生成大量微气泡,气泡溃灭时会产生微射流和冲击波,使叶轮表面变粗糙出现麻点或针孔,局部聚集蜂窝状孔群,形成气穴腐蚀,最终造成叶轮穿孔,甚至溶解消失。

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