CN113652727A - 一种循环冷却水***快速预膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环冷却水***快速预膜方法。该方法包括:将磷系或无磷预膜液加入需要预膜的循环冷却水***中,在循环冷却水***中设置0~48V的可调直流电源,以碳钢板作为阳极,以需要预膜的设备作为阴极,在一定电流强度的推动下,在4~8小时内使预膜组分在设备表面沉积,达到快速预膜效果。本发明方法能在外接直流电源的驱动下,提高电化学腐蚀电流强度,从而提高了预膜推动力,该方法预膜速度较传统方法提高至少6倍以上,实现快速预膜。
Description
技术领域
本发明属于循环水处理技术领域,具体涉及一种循环水金属设备表面的快速预膜方法。
背景技术
循环冷却水预膜是指金属冷却设备投入正常运行前进行的防腐处理。其方法是用高浓度的缓蚀剂溶液处理已清洗干净的金属表面,生成完整的耐蚀保护膜。正常运行时只需保持低浓度的缓蚀剂即可使保护膜得到维护和修复。预膜比直接采用高浓度缓蚀剂经济有效。其机理是利用金属表面化学活性不均一,与水接触时会形成大量微电池,产生电化学腐蚀,金属表面活性区域作为阳极失去电子,形成金属离子(一般是亚铁离子)溶解到水中,表面惰性区域得到电子,与水中溶解氧、水分子形成氢氧根。磷锌系预膜液中的锌离子、聚合磷酸盐,钙离子和亚铁离子在腐蚀电流的驱动下向阴极聚集,最终形成氢氧化锌、聚磷酸钙铁络合物等成膜物质附着在阴极表面,形成沉积性保护膜。无磷预膜液的预膜机理与上述基本类似。
传统预膜方法将循环水pH调至微酸性,以加大腐蚀电流强度,提高预膜速度。但pH调整过低会导致成膜物质溶解在循环水中,无法成膜,有加速设备腐蚀的风险,所以不能通过无限降低pH的方法提高预膜速度,一般将pH在5.0~7.0之间为宜,预膜耗时48~72小时。
某些循环水现场因为生产工期原因,预留给预膜时间有限,往往达不到预期效果,即转入日常运行,为后续的腐蚀控制带来一定风险。
发明内容
本发明主要解决传统预膜法速度缓慢的问题,提供一种通过外接直流电源加大电化学腐蚀电流,提高预膜推动力,实现快速、高效预膜的方法。
本发明解决上述问题具体通过如下技术方案予以实现:
本发明提供了一种循环冷却水***快速预膜方法,将包括磷系或无磷预膜液加入需要预膜的循环冷却水***中,在循环冷却水***中设置0~48V的可调直流电源,以碳钢板作为阳极,以需要预膜的设备作为阴极,在外在电流的推动下预膜4~8小时,使预膜组分在设备表面快速沉积进行预膜;
其中使用时调节可调直流电源的电压比现场水质的实际分解电压小3~5V。
本发明所述的循环冷却水***快速预膜方法中,优选外在电流初始设定范围为0.5~2A。
优选碳钢板阳极为***保有水量每千吨水总面积2~10m2、厚2mm的碳钢板。
优选碳钢板阳极的面积为2~5m2/千吨水。
优选所述的预膜时间为6~8小时。
本发明循环冷却水***快速预膜方法与现有传统预膜方法相比,本发明快速预膜方法通过在在传统化学预膜加药的基础上耦合电解方法大大提高预膜速度,具体表现在本发明预膜方法能在4-8小时内达到与传统预膜方法48-72小时相同的预膜效果。预膜效果检测采用硫酸铜溶液点滴试片变色记时法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步说明。
本发明一种循环冷却水***快速预膜方法是在传统化学预膜加药的基础上,把循环水金属设备作为阴极,在循环水凉水池中浸入碳钢板作为阳极,将可调恒压直流电源的输出负极用导线接到循环水金属设备上,将可调直流电源的输出正极用导线接到碳钢板上,设定一定的输出电压,预膜液中的带正电荷的成膜组分会在电场的推动下,向阴极表面富集形成保护膜。监测电流的变化,电流降低到初始电流的一定程度时,预膜结束。此方法可大大提高预膜速度。
其中,所述传统化学预膜加药基础上,是指投加磷系配方预膜液或无磷配方预膜液。预膜液加药浓度和预膜期间水质调整与传统法相同。可用的配方及操作之一如下:预膜液中配制六偏磷酸钠浓度640mg/L,七水硫酸锌浓度256mg/L,保证预膜液中钙离子浓度大于50mg/L(以Ca2+计)。调节预膜液pH值在5.0~7.0,预膜液温度室温(一般为25℃)。
其中,循环水金属设备是指循环水***的金属管道、换热器、阀门、泵等与循环水接触的金属设备。
其中,浸入是指在完全浸没到循环水中,钢板不与池壁、池底、其他金属构件接触。
其中,阳极碳钢板在现场条件允许的情况下,应尽量采用表面积较大的一块或数块串接在一起的薄钢板。较大的阳极面积有利于降低***阻抗,降低推动电压,提高电流,加快预膜速度。碳钢板的面积数量过多会导致设备成本及人工成本的增加。须根据循环水的具体情况确定,以保有水量计,每1000吨水量设置总面积2~10m2、厚2mm的碳钢板为宜,优选2~5m2。为了检测预膜效果,将碳钢腐蚀挂片通过铁导线与设备相连挂入水中。
其中,可调恒压直流电源的参数根据循环水***大小而定,电压调节范围在0~48V,电流范围在0.5~2A,即可满足大多数循环水***预膜。
其中,设定一定的输出电压是指小于48V安全电压的情况下略小于循环水***中水的实际分解电压。如水被电解,作为阴极的水处理设备表面会产生并覆盖大量氢气气泡,导致设备表面与预膜液无法充分接触,严重影响预膜效果。预膜过程中为了加快预膜速度,在水不产生电解的情况下,应尽可能采用较高电压。具体设定时,缓慢调大电压,同时观察浸没到循环水中阳极碳钢板的表面状况,碳钢表面刚刚产生气泡时,立即停止加大电压,回调3~5V,以保证水不会发生电解。
其中,监测电流的变化,电流降低到初始电流的一定程度时是指随着预膜过程的进行,设备表面形成的保护膜逐渐完整加厚,导致***阻抗变大,电流逐渐降低,等电流减小到一定程度且不再明显下降时,则认为设备表面生成的保护膜已经足够严密厚实,再增加通电时间意义不大,可以结束预膜。
实施例1
对某化工厂车间二厂保有水量0.6千吨循环水***进行快速预膜。该***为敞开式净循环冷却***,采用磷锌系缓蚀剂进行处理,水中钙硬75mg/L(以Ca2+计)。开启循环水泵后,将384千克六偏磷酸钠,154千克七水硫酸锌投加到凉水池中,待溶解完全后,用酸调节循环水pH值在6.3左右。
将四块表面积1m2,总表面积4m2,厚度2mm的正方形碳钢板互相串联挂入凉水池中,再与一个最大电压48V的可调恒压直流电源正极相连,该电源负极接到***中需要预膜的设备上,同时将腐蚀碳钢试片通过铁导线与设备相连挂入水中用以检测预膜效果。逐渐缓慢增大电源电压直到阳极碳钢板上开始轻微冒泡为止,此时电源电压为23V,立即把电压调小为20V,再测量此时电源输出电流为0.63A。开始计时预膜。
监测电源输出电流变化,约6小时后,电流降低到0.013A,且不再明显降低,取出腐蚀挂片监测预膜进度,肉眼已经可以看见挂片上有明显的黄色膜层。关闭电源,预膜结束。腐蚀挂片经硫酸铜溶液点滴实验变色时间为19秒,远超出国标规定的≥7S的标准。
实施例2
对某钢铁厂保有水量2.5千吨循环水***进行快速预膜。该***为敞开式净循环冷却***,采用无磷缓蚀剂进行处理,水中钙硬50mg/L(以Ca2+计)。开启循环水泵后,将1500千克无磷预膜剂,500千克七水硫酸锌投加到凉水池中,待溶解完全后,用酸调节循环水pH值在7.0左右。
将3块表面积4m2,总表面积12m2,厚度2mm的长方形碳钢板互相串联挂入凉水池中,再与一个最大电压48V的可调恒压直流电源正极相连。电源负极接到***中需要预膜的设备上,同时将腐蚀碳钢试片通过铁导线与设备相连挂入水中。逐渐缓慢增大电源电压直到阳极碳钢板上开始轻微冒泡为止,此时电源电压为44V。立即把电压调小为40V,再测量此时电源输出电流为0.891A。开始计时预膜。
监测电源输出电流变化,约8小时后,电流降低到0.009A,且不再明显降低,取出腐蚀挂片监测预膜进度,肉眼已经可以看见挂片上有明显的黄色膜层。关闭电源,预膜结束。腐蚀挂片经硫酸铜溶液点滴实验变色时间为23秒,远超出国标规定的≥7S的标准。
对比实例1
对实例1中与车间二厂相同的车间一厂保有水量0.6千吨循环水***进行传统方法预膜,与车间二厂进行对比。两个车间的两套平行循环水***水质相同,所采用的水处理方法也相同,使用的预膜液配方也相同。在车间一厂水池中配制好预膜液之后,开始计时预膜,同时在水池里挂上腐蚀碳钢挂片监测预膜进度。预膜期间每两个小时检测一次pH值,并把pH值调到6.3左右。48小时之后,取出一个碳钢挂片进行硫酸铜点滴变色实验,变色时间为6S,还未达到预膜要求,继续预膜。72小时之后,再取出一个碳钢挂片进行变色实验,变色时间为8S,达到预膜要求,停止预膜。
通过车间一厂和二厂两个相同***不同预膜方法的对比可以看出,本技术外加电源快速预膜法所用时间远小于传统方法,且预膜效果也远好于传统方法,实现快速有效预膜。
Claims (6)
1.一种循环冷却水***快速预膜方法,其特征在于:包括如下步骤:将磷系或无磷预膜液加入需要预膜的循环冷却水***中,在循环冷却水***中设置0~48V的可调直流电源,以碳钢板作为阳极,以需要预膜的设备作为阴极,预膜时调节可调直流电源的电压比现场水质的实际分解电压小3~5V,在外在电流的推动下预膜4~8小时,使预膜组分在设备表面快速沉积进行预膜。
2.按照权利要求1所述的循环冷却水***快速预膜方法,其特征在于:所述的外在电流初始设定范围为0.5~2A。
3.按照权利要求1所述的循环冷却水***快速预膜方法其特征在于:碳钢板阳极为***保有水量每千吨水总面积2~10m2、厚2mm的碳钢板。
4.按照权利要求1所述的循环冷却水***快速预膜方法其特征在于:碳钢板阳极的面积为2~5m2/千吨水。
5.按照权利要求1所述的循环冷却水***快速预膜方法,其特征在于:所述的预膜时间为6~8小时。
6.按照权利要求1所述的循环冷却水***快速预膜方法,其特征在于,所述的需要预膜的设备为与循环水接触的循环水***的金属管道、换热器、阀门或泵循环水金属设备。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211116 |
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