电化学对循环冷却水系统碳钢的结垢与腐蚀影响

为探究电化学对循环冷却水系统碳钢材料结垢和腐蚀的影响,构建了以Ti/RuO2阳极和Ti网阴极为核心的电化学处理系统,将其分别与旋转腐蚀速率仪和循环冷却水动态模拟系统进行联用.首先通过除垢效果和电流效率对电化学系统进行参数优化,实验结果显示,15V电压、120min处理时间为最优电化学处理参数.电化学联用旋转腐蚀速率仪实验结果显示,对于不同硬度的水质,电化学嵌入后均可降低碳钢表面垢沉积速率.XRD和SEM分析表明,碳钢表面水垢晶型以方解石为主转化为以文石为主.但当水质为软水时,电化学嵌入可明显加剧碳钢腐蚀速率;而当电化学嵌入硬水与高硬水水质时,挂片表面可形成均匀、致密的Fe3O4层,碳钢腐蚀速率由0.60mm/a、0.54mm/a分别降至0.47mm/a、0.32mm/a.电化学联用循环冷却水动态模拟装置实验结果显示,嵌入电化学模块后,循环冷却水模拟系统的污垢热阻均显著降低.经数据分析,当水质为软水时,嵌入电化学系统后碳钢腐蚀速率增大,而当水质为高硬水时,碳钢腐蚀速率分别由0.12mm/a、0.15mm/a降至0.10mm/a、0.13mm/a.表明电化学嵌入可显著降低系统水垢沉积速率,但水质硬度较低时,会带来腐蚀加剧风险.本研究为后续电化学技术的安全推广提供了参考依据.