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    TIANJIN INTENT ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD
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    位置:技術論壇 〉工業清洗技術

    銅質冷凝器腐蝕原因分析(RT系列水系統清洗劑、水處理劑)

    (印刷線路板廠循環冷卻水系統的清洗水處理注意事項)


      印刷線路板作為俗稱電子芯片(集成電路)的安裝平臺,所用材料有黃金、白銀、錫、銅及大量聚酯合成材料,制造工藝因需要大量使用工業硫酸、鹽酸,對周邊空氣水質土壤環境造成嚴重不良影響。這些企業一般都建有酸氣吸收塔,由于酸氣吸收塔對酸氣的不完全吸收導致腐蝕性氣體外泄,由于中央空調冷卻塔受腐蝕性氣體的影響,導致冷卻水系統管道腐蝕,嚴重時會造成空調主機冷凝器穿管。
      具體腐蝕過程是:廠區空氣中存在著腐蝕性氣體二氧化硫及氯化氫,二氧化硫對系統銅材設備的腐蝕是通過硫氧化細菌的參與完成的,其過程如下:由于系統粘泥滋生較嚴重,附著在冷凝器銅管壁上,在粘泥與銅管壁間的垢下區,由于大量硫酸根離子及硫氧化細菌的存在,導致了一系列化學反應的發生,二氧化硫溶于水后被硫氧化細菌氧化成硫酸,垢下局部高濃度的硫酸破壞了冷凝器換熱銅管表面的氧化銅膜,反應形成硫酸銅,造成金屬銅不斷溶解。隨著二氧化硫酸性氣體不斷進入冷卻水系統,在硫氧化細菌的作用下,空調冷凝器銅管也不斷被腐蝕。銅材設備腐蝕使水中溶解的銅離子超標,銅離子超標又會加劇系統中碳鋼設備及管道的腐蝕,進一步的惡性循環。(中央空調冷卻塔受酸氣影響的問題不是個別現象。一些地區的賓館一般采用中央空調制冷,采用鍋爐供熱。由于燃油質量下降,鍋爐煙氣排放的二氧化硫含量大大增加,造成冷卻水pH值下降、系統腐蝕的現象時有發生,只不過沒有電子線路板廠的后果嚴重而已)


    具體案例:某企業停車大修時對銅質蒸汽冷凝器進行了機械清洗效果尚可,但在進水試漏過程中發現,經機械清洗過的7臺銅質蒸汽冷凝器5臺不同程度泄漏,其中2臺泄漏嚴重,直接影響生產的正常進行。鑒于上述情況,不存在化學清洗造成腐蝕穿孔事故的問題,對系統進行了腐蝕原因分析。
    泄漏的銅質蒸汽冷凝器管壁厚度無明顯變化,循環水側附著0.5~1.0 cm厚灰黑色有腥味粘泥,對清洗后的蒸汽冷凝器剖管后檢查發現循環水側管壁有“瘤狀”附著物,附著物呈淺蘭色且混有泥塊,去掉附著物后可見其下部有明顯的坑蝕,有許多已經穿孔:有的小孔呈圓形,孔徑較;有的孔呈不規則形,孔較大,同一臺冷凝器下半部較上半部腐蝕嚴重。
    經對銅管腐蝕形態分析判斷認為:銅質蒸汽冷凝器的腐蝕主要為點蝕(表現為小孔腐蝕)和脫合金腐蝕。
    1、點蝕是一種最隱蔽的腐蝕形式,通常發生在很小且獨立的區域內。在此區域內,整個金屬的質量損失很小,然而如很快發展,能導致金屬腐蝕穿孔。當銅管內壁上有沉積物時,阻止了氧到達下面的金屬表面,此時沉積物的下面由于缺氧而成為陽極,引起沉積物下的金屬腐蝕。
    一般認為氯離子是影響銅管點蝕的一個因素,因為氯離子直接參與了氧化亞銅保護膜的形成過程,最初在金屬表面上形成腐蝕產物,然后水解成氧化亞銅:2Cu+2Cl-2CuClCu2O+2HCl
    如果氯化亞銅的形成速度加快或者氯化亞銅水解成氧化銅的速度減緩,則會在任何地點發生點蝕,而沉積物阻礙最初的腐蝕產物氯化亞銅的擴散,抑制了氯化亞銅的水解,從而在有沉積物的地方形成點蝕,氯化亞銅可被氧化成Cu2+:CuClCu2++Cl-+e
    而新形成的銅離子能與基體銅發生反應,產生亞銅離子:Cu2++Cu2Cu+
    從而形成自催化反應,加速銅的腐蝕,同時在孔的上面形成由二價銅鹽組成的小塊垢,一般為綠色孔雀石CuCO3.Cu(OH)2。
    在點蝕坑內,Cu、CuCl和Cu2O并存,使得該處的pH值達到2.5~4.0,因此在自催化和酸性條件下,孔蝕將會加劇,最終穿透金屬管壁。
    2、脫合金腐蝕:在有沉積物的地方,由于熱擴散不均勻,使得該處的溫度很高,與周圍金屬形成熱電偶電位差,從而使得銅離子能從熱陽極區遷移到冷陰極區而引起局部腐蝕。黃銅通常表現為脫鋅腐蝕,其特征為白色或棕黃色混合的腐蝕產物,一般為ZnCl2.ZnCO3.Zn(OH)2。鐵白銅則表現為脫鎳腐蝕。金屬的熱電偶電位相差越大,發生脫合金腐蝕的傾向性越大。
    由此可見粘泥沉積物是引起銅管腐蝕的主要原因。
    因此我們建議:
    1、對印刷線路板廠循環冷卻水系統的清洗必須科學采樣,一般不采用RT-828A安全強力除垢劑進行清洗除垢,而應該采用高濃度的RT-303粘泥剝離清洗劑進行1-2次的清洗除泥。
    2、加強殺菌滅藻的力度。生物粘泥是造成沉積物的主要組成部分,沉積物是造成銅管腐蝕的主要原因。因此加大殺菌滅藻力度,減少循環水中微生物的總量是一關鍵措施。并定期對設備表面的粘泥細菌藻類采用RT-303粘泥剝離清洗劑和RT-304殺菌滅藻劑進行滅殺剝離,之后進行大排大補,使剝離下來的沉積物排出系統。
    3、消除造成設備泄漏的隱患。工藝介質、廢氣泄漏是系統產生細菌的主要原因,例如對電子印刷線路車間的不達標的酸氣吸收塔進行整改等,防止工藝介質泄漏或及時找到漏點。對重點換熱器進出水進行查漏分析,及時發現,及時處理。定期開展對各換熱器、水冷器的測溫考核,掌握設備運行情況。
    企業中央空調冷水主機由于頻繁地檢修、更換銅管及壓縮機頭增加的設備的運行成本每年大約在幾十萬元左右,由于空調停機給生產造成的損失就更大。而空調冷卻水系統的清洗水處理費用每年僅在幾萬元左右。因此,認真做好循環水系統的清洗水處理,使系統不出現空調冷凝器穿管道泄漏的現象,抑制了腐蝕,節約了空調設備的維修費用,保證了企業的正常生產,從而間接地創造了利潤。
    附:電子印刷線路板行業屬高耗能高污染行業。1990年代中期,大批香港臺灣線路板企業因當地排污費用提高,紛紛遷入廣東,東莞市因其交通地理位置便利則成了線路板企業的最大集中地,大片農田變成了線路板廠。幾年后,由于西門子、菲利普和摩托羅拉等國外大買主對供應商生產環境保護條件的提高,部分大型企業花費巨資進行ISO1500綜合環保改造,加之土地資源日益緊張,線路板企業被迫北上,經廣州再向粵北和湖南省轉移。

     

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