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1、第32卷第6期华东电力Vol.32No.62004年6月EastchinaElectricPowerJun.2004低电导率体系中铜的腐蚀规律及缓蚀剂的应用周志辉,李正奉(武汉大学水质工程系,湖北武汉430072)摘要:归纳和阐述了纯水中溶解氧、pH值、电导率、水温等对铜腐蚀的影响规律,介绍了目前几种缓蚀剂的应用情况,并对今后有机铜缓蚀剂的发展方向提出了建议。关键词:铜;腐蚀机理;缓蚀剂中图分类号:TM621.8文献标识码:B文章编号:1001-9529(2004)06-0059-04发电机内冷水大部分采用除盐水,电导率小腐蚀的因素主要有水的溶
2、解氧、pH值、水温、电导于1.0μS/cm,pH值6左右。铜在纯水中不发生率以及二氧化碳等。[2]腐蚀,但在有腐蚀性的水中会发生腐蚀。近年来,(1)溶解氧国内外水内冷发电机内冷水系统因铜导线腐蚀所水中溶解氧具有双重性质,在一定条件下起引起的事故不胜枚举,其原因主要由于冷却水水腐蚀作用;但溶解氧含量过高或过低对腐蚀又都质不合格造成。防腐措施:一是改善内冷水水质;有延缓作用。溶解氧在铜的腐蚀中充当阴极去极二是添加缓蚀剂。本文将对铜在纯水中的腐蚀规化剂,用通氮除氧的方法在除盐水中进行了氧的律及铜缓蚀剂的应用作一探讨。质量浓度实验,结果表明当溶解氧的含
3、量很低时(<0.01mg/L),溶液中铜离子含量很小,只有201纯水中铜腐蚀及其影响因素μg/L;随着氧的质量浓度的增大,溶认中铜离子的1.1表面氧化膜的形成含量逐渐增大,当增大到0.06mg/L时溶液中铜紫铜在纯水介质中几乎不发生腐蚀,而在含离子含量达最大值(300μg/L左右);随后铜离子有氧化剂的条件下腐蚀明显加快。水内冷发电机含量开始随氧浓度的增大而下降,当氧的质量浓的纯铜空芯导线中,使用的冷却介质虽然是除盐度进一步增加到12mg/L时,铜的腐蚀也比较小,水或凝结水,但由于系统不严密,所以冷却水中除但还是高于低氧时的铜离子含量。这是因为
4、形成含有大量溶解氧外,还含有氯离子、铜离子和碳酸了牢固致密的CuO2保护膜,阻止阴极反应的进等物质,使腐蚀机理变得复杂起来。一般认为铜行。在纯水中的腐蚀主要发生以下的反应:铜在有氧的水环境中,如果pH值较低(小于+阳极:Cu+H2O※Cu2O+2H2e7.0),其腐蚀速率会大大增加,但当pH值较高时-阴极:O2+2H2O+4e※4OH(7.0～9之间),由于弱碱环境对铜腐蚀的抑制作铜基体表面最初形成的Cu2O氧化层部分被用,使溶解氧对铜的腐蚀影响较小。实践证明只氧化成CuO,氧化层主要由Cu2O和CuO组成。在要pH值控制在7.5左右,水中铜离
5、子的质量浓度某些条件下还有少量的氧化膜的水解产物Cu仅为5～15μg/L。如果pH值能够长期稳定控制(OH)2以及由于二氧化碳作用形成的CuCO3。另在7.5左右,溶解氧的控制意义不大。外当内冷水中氯离子较多时,膜氧化物晶格中的(2)pH值2--[1]O可能被Cl取代,从而改变了表面膜的性从电位—pH值平衡图分析,25℃时铜稳定质。形成的保护膜均匀、致密并且具有很好的保的pH值区间在7～10之间,这一区间内铜表面生护性,反之就会加快铜的腐蚀溶解。成致密完整的保护膜,阻止了铜基体的进一步腐1.2铜在纯水中腐蚀影响因素规律蚀。对于内冷水系统pH值按
6、GB/T2145-1999标与大气直接接触或密封不严的纯水中含有大准一般控制在大于6.8即可。铜的电极电位高,量溶解氧、游离二氧化碳,因而造成铜材的腐蚀及pH值在铜的腐蚀中起重要的作用,当pH值低于腐蚀产物在设备中的沉积。影响铜在纯水中均匀6.8时,水质呈弱酸性,水中的氢离子与铜的氧化60(总410)华东电力2004,32(6)膜反应,此时,铜处于腐蚀区,表面很难形成稳定含量,并调节pH值以避免呈弱酸性。对于发电的表面膜,铜的腐蚀急剧增加。当然对于某些特机内冷水系统,具体防止空芯铜导线腐蚀可以从殊设备pH值也不能过高,pH值越高相应的电导以下三
7、个方面来进行:率也越大,电导率过大会带来一些不良影响。张(1)调节内冷水的pH值,将其提高到6.8以[2]警声认为对于工业设备为了确保铜腐蚀速率较上,可以用氢氧化钠或氨水来进行。还可以在冷低,一般宜控制pH值在7.6～9之间。纯水中用却水出口增加一混床提高pH值。氢氧化钠调节pH值的实验结果表明:pH值在(2)将发电机定子冷却水系统改造为密封循6.2～9.0之间时,随着pH值的增大,铜离子含量环,防止空气进入,或在内冷水中增设有除氧功能[1]降低。pH值达到9时,溶液中的含铜量仅为18的除氧树脂交换器,以除去水中的溶解氧。μg/L。从表面状况看
8、来主要的氧化产物是Cu2O,(3)在内冷水中添加铜腐蚀的高效缓蚀剂,有时会出现少量的CuO。它们能在铜管表面形成有保护膜,防止铜的进一(3)水温步腐蚀
