本发明属于金属材料腐蚀抑制领域,具体涉及一种降低循环冷却水系统腐蚀的方法。
背景技术:
工业上用水量最大的循环冷却水系统,循环水量占厂内工业用水的60%以上。但循环冷却水系统在运行过程中通常会产生腐蚀、结垢、细菌滋生等问题,影响系统的正常运行。现有的使用化学药剂的处理方法会带来二次污染。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种降低循环冷却水系统腐蚀的方法,以解决现有的使用化学药剂的处理方法会带来二次污染的问题。
本发明的技术方案是:一种降低循环冷却水系统腐蚀的方法,在循环冷却水管道上施加平行磁场,磁场的磁感应强度为0.05~1T,在此条件下运行循环冷却水系统。
作为本发明的进一步改进,循环冷却水的流速为不大于0.2m/s,过大的流速会减弱防腐蚀的效果。
作为本发明的进一步改进,循环冷却水的温度为25~35℃,温度过高或过低都会减弱防腐蚀的效果。
优选地,磁场的磁感应强度为0.55T。
优选地,循环冷却水的流速为0.2m/s。
优选地,循环冷却水的温度为30℃。
作为本发明的进一步改进,循环冷却水管道为金属铁或者铁合金材质的循环冷却水管道。
本发明的出发点如下:洛仑兹力使界面上的Fe2+产生脱附界面的力,而对阴离子的水合作用没有影响,一方面由于Fe2+是铁磁性离子,洛仑兹力会导致水合作用下降,加速Fe的溶解过程;另一方面由于Fe和Fe2磁矩的差异而使Fe2+产生吸附于界面的力,抑制Fe的溶解过程。洛仑兹力是减缓还是加速铁溶解的速率取决于两种力竞争的结果。技术人员通过研究,得出了可以抑制Fe溶解的适宜的磁感应强度。
本发明的有益效果是:通过在循环冷却水管道上施加平行磁场,提升了离子的水合作用,从而抑制了铁的溶解,可有效提高防腐效率,降低生产成本,且不会造成二次污染。
附图说明
图1是本发明实施例1中水分子的化学位移图;
图2是本发明实施例1中循环冷却水管道的电子显微镜扫描图;
图3是本发明实施例2中水分子的化学位移图;
图4是本发明实施例3水分子的化学位移图;
图5是本发明实施例3中循环冷却水管道的电子显微镜扫描图;
图6是本发明对比例中水分子的化学位移图;
图7是本发明对比例中循环冷却水管道的电子显微镜扫描图。
具体实施方式
下面的实施例和对比例可以进一步说明本发明,但不以任何方式限制本发明。
实施例1、
施加磁感应强度为0.55T的磁场,调节循环冷却水的流速为0.2m/s,温度一直保持在30℃,30h后取循环冷却水样品,通过核磁共振测量循环冷却水的半峰宽,计算与原水相比较的氢键数量变化,计算公式如下:
其中:ΔC/C0是自由水的相对变化量(%),也可以用来表征氢键数量变化。若ΔC/C0为正值,则说明氢键数量减少,离子水合作用下降,结果导致Fe的溶解加快,反之则相反;
C是循环冷却水样品中自由水分子的比例;
C0是超纯水的自由水分子的比例;
v01/2是超纯水的半峰宽高度;
v1/2是循环冷却水样品的半峰宽高度。
经计算,本实施例中氢键增加了21%,水分子的化学位移为4.6999ppm,如图1所示。这表明离子水合作用加强,Fe的溶解减慢。
取一截循环冷却水管道用电子显微镜扫描观察其腐蚀情况,如图2所示,达到了预期的防腐蚀效果。
实施例2:
施加磁感应强度为0.05T的磁场,调节循环冷却水的流速为0.1m/s,温度一直保持在25℃,30h后取循环冷却水样品。通过核磁共振测量循环冷却水的半峰宽,与原水相比较,氢键增加了5%,水分子的化学位移为4.6984ppm,如图3所示。这表明离子水合作用有所加强,Fe的溶解有所减慢,效果不如实施例1的效果好。
实施例3:
施加磁感应强度为1T的磁场,调节循环冷却水的流速为0.2m/s,温度一直保持在35℃,30h后取循环冷却水样品,通过核磁共振测量循环冷却水的半峰宽,与原水相比较,氢键增加了8%,水分子的化学位移为4.6988ppm,如图4所示。这表明离子水合作用有所加强,Fe的溶解有所减慢,效果不如实施例1的效果好。
取一截循环冷却水管道用电子显微镜扫描观察其腐蚀情况,如图5所示,防腐效果不够理想。
对比例:
未施加磁场,调节循环冷却水的流速为0.2m/s,温度一直保持在30℃,30h后取循环冷却水样品。通过核磁共振测量循环冷却水的半峰宽,与原水相比较,氢键减少了8%,水分子的化学位移为4.6985ppm,如图6所示。这表明离子水合作用减弱,Fe的溶解加快。
取一截循环冷却水管道用电子显微镜扫描观察其腐蚀情况,如图7所示,循环冷却水管道腐蚀严重。
通过对比可以看出,磁感应强度为0.55T的磁场防腐效果最佳。