反渗透水的腐蚀规律及机理研究

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为了预测反渗透淡化产水大规模应用于市政供水系统可能产生的腐蚀问题,通过全浸蚀挂片实验测试了碳钢及多种不锈钢材料在反渗透水中的腐蚀失重及腐蚀速率,通过自腐蚀电位,极化曲线和交流阻抗等方法并结合碱度和水质分析指数等方法进行验证,总结了腐蚀倾向和规律;针对在反渗透水中无法使用的碳钢,做了进一步的钙镁离子、pH及缓蚀剂等多种方法的调质实验,确定最佳的缓蚀配方。对腐蚀产物做了电子显微镜,SEM,EPMA,XRD等多项检测分析,结合浸泡不同时间的电化学极化曲线和交流阻抗的实验测试结果,总结分析反渗透水的强腐蚀性原因及机理。 通过全浸实验的失重测试,得到了实验材料在反渗透水中的腐蚀速率,结合自腐蚀电位,极化曲线和交流阻抗等方法的测试结果,并结合碱度和水质分析指数的验证,得出四种不锈钢在反渗透水中腐蚀率均很低,耐全面腐蚀性能良好。反渗透水对碳钢腐蚀性较强,碳钢在2级反渗透水中腐蚀速率为0.9780 mm/a,勉强可用。在1级反渗透水中腐蚀速率为1.0267 mm/a,不可用。 通过多种缓蚀调质实验得出,聚磷酸盐及钙离子含量对缓蚀效果影响非常大,而pH影响极小;作为一级水的缓蚀剂,聚磷酸盐和Ca2+的浓度均不应低于20mg/L,聚磷酸盐与Ca2+的浓度比不应大于2,二级水的浓度可适当降低到10mg/L;在一级反渗透水和二级反渗透水中添加碳酸钠会加剧碳钢的腐蚀;在一级反渗透水中添加所指定的钙镁盐可以起到一定的缓蚀作用,二级水中添加指定的钙镁盐无明显缓蚀作用;碳酸钙对一级反渗透水的缓蚀可以起到与钙盐C相似的作用,单纯从缓蚀角度考虑可以用在一级反渗透水中用碳酸钙替代钙盐C,在二级反渗透水中使用碳酸钙以达到节约成本的目的。 通过对腐蚀产物的电子显微镜,SEM,EPMA,XRD等多项分析,结合浸泡不同时间的电化学极化曲线和交流阻抗的测试结果得出,各种水质中内层的腐蚀产物均为Fe3O4、γ—Fe2O3,说明腐蚀初期腐蚀过程基本一致。但随着浸泡时间的增加,碳钢在反渗透水中形成了Fe3O4、γ—Fe2O3、γ—FeO(OH),α—FeO(OH)、α—Fe2O3等多组分垢层,特别是一级反渗透水表层形成的α—FeO(OH),内层又有C的富集,形成了结构疏松且易脱落的内外垢层,起不到任何保护作用,导致了强腐蚀性。
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