循环水系统中的镀锌塔腐蚀控制指南（二）

原创 童银银

点击蓝字 关注我们

镀锌塔循环水处理方案的演变

上一期讲到，自上世纪80年代起，由于对环境的危害巨大，循环冷却水处理已经禁止使用铬酸盐方案。**磷酸盐作为替代方案逐渐用于循环水处理的缓蚀剂。**早期的磷酸盐方案是通过加酸控制水质pH在中性左右以降低系统水质的结垢压力，并通过磷酸盐控制系统腐蚀，即稳定磷酸盐方案。磷酸盐能促进镀锌层表面的钝化，早期使用的磷酸盐浓度也较高，同时使用的pH值范围也利于锌层的稳定，这个阶段的水处理方案也能有效抑制锌层腐蚀。 但随着加酸带来的安全压力以及用水成本的上升，冷却水处理逐渐向高pH值、高浓缩倍数控制方向发展。 80年代后期开发的高性能聚合物分散剂和有机膦阻垢剂的使用大大提升了这个方向的发展速度。通过高性能的阻垢药剂（有机膦药剂、分散剂）维持较高pH值运行，降低了水质的腐蚀性，并进一步通过磷酸盐方案来优化腐蚀控制， 但磷酸盐的浓度却大大降低。pH值的上升和磷酸盐浓度的下降，也导致了镀锌冷却塔白锈问题从这个阶段开始频繁出现，并逐渐引起业内人士的关注。

节水与环保双重压力下

镀锌塔循环水处理的新挑战

随着环保要求的逐步提高，磷的使用浓度进一步受到限制，低磷或无磷的处理方案也被客户广泛要求和使用。随着提升水的利用效率的要求，成分复杂的工业水以及盐分很低的反渗透回用水也逐渐作为循环水的补水使用，使得循环水水质更为复杂多变。

苛刻的水质条件（高pH、氯离子、硫酸根）以及环保要求的提升（低磷、无磷方案的应用）进一步加剧了冷却塔的白锈问题。 虽然已有不少针对锌的缓蚀剂的研究工作，但目前市场上还没有见到具有成功意义的案例， 冷却塔白锈的控制 仍旧需要 综合设备制造加工 和 后期运行维护 两个方面进行优化。

白锈作为松散的腐蚀产物，对锌层并没有保护作用。相反，作为沉积物， 白锈会促进其底部的锌层的腐蚀。而锌作为活性较高的金属，在形成不了较为有效的钝化膜时，其腐蚀速度会大大提升，而最终发展为镀锌层局部腐蚀穿孔而裸露基底的碳钢材质。虽然镀锌层会进一步以牺牲阳极的方式保护裸露的碳钢材质，但这种保护的作用距离往往在毫米级别，不能有效保护较大区域的碳钢基底，最终可能导致碳钢基底缺乏有效保护而腐蚀穿孔，大大缩短了镀锌设备的使用寿命。

要做好镀锌塔的腐蚀控制

需要考量和控制的关键阶段

1►

设计阶段

在系统设计阶段，业主、冷却塔供应商以及水处理供应商应根据 系统运行条件、 水质条件 以及 环保 要求 等多方面的因素确定镀锌冷却塔是否能满足相应的运行要求。若由于各种原因，镀锌塔不能满足现场应用要求，应考虑其它材质的冷却塔，如不锈钢、玻璃钢、塑料或具有环氧涂层的镀锌材质等。在设备的制造过程中，应确保使用的镀锌材质经过相应的钝化工艺处理，以提升材质在后期存放及使用时的耐腐蚀性。在设备投用前，应保持设备处于干燥通风的状态，以避免潮湿空气以及水滴对镀锌层的腐蚀（潮湿储存锈斑）。

2►

投用前镀锌设备的储存阶段

因为很多设备本身镀锌就是为了提升在自然环境中的耐腐蚀性，人们往往容易忽视镀锌设备在使用前的腐蚀问题。当镀锌设备或材料保存不当，长期处于潮湿且较为密闭的环境中时，容易导致锌层表面长期存在一定的液滴，进而产生了水-空气-锌三相界面，形成了氧气的浓差电池，促进液滴下面锌层的腐蚀。比如密集堆放在室外的镀锌材料，雨水过后在材料夹缝的水很难及时流走或被流动空气吹干，就容易出现白锈。

轻微的白锈在设备或材料更换为合适的运行环境后，会逐渐被修复转化为钝化层，但严重的白锈或者甚至有黑色腐蚀产物出现时（图6），说明镀锌层已局部被严重或者完全破坏，这时必须去除腐蚀产物并进行必要的修复才能让设备投入使用，否则后期容易导致局部的腐蚀穿孔。镀锌设备或材料在保存时需要注意：

1.尽量放在阴凉、干燥、通风的地方；

2.堆放的材料可以使用垫木使其相互隔离以促进空气流动，保持一定的倾斜度以利于水从表面排走；

3.切勿直接放在土壤地面或草地植被之上，应架空放置；

4.对密闭空间应吹干并放置干燥剂保存；

5.使用钝化过的镀锌材质；

图6. 较为严重的锌层腐蚀状况

今天我们分享了两个关键阶段，都属于系统启动前的部分， 在下期中，我们会继续介绍系统启动，运维，停机等关键阶段的控制要点，并谈谈镀锌层修复的话题。

关注水 关注循诺