：转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及

高温冷却水系统中有机膦羧酸()缓蚀阻垢性能的研究

金晓茗崔心存

(华中科技大学，武汉430074)

摘要采用电偶腐蚀试验和静态阻垢试验，研究了高温(85±2℃)冷却水系统中有机膦羧酸的缓蚀阻垢性能。试验结果表明：PBTCA对铸铝一碳钢电偶腐蚀具有优良的缓蚀效果，而对铸铁一碳钢、焊锡一黄铜、黄铜．锅电儡腐蚀的曩蚀

作用不大；阻垢性能优良，浓度在5 mg／L时阻垢率就可达到90％。

关键词 有机膦羧酸，， 电偶腐蚀， 静态阻垢， 高温冷却水系统

内燃机冷却水系统属于典型的多金属体系，采用的材料有铸铝、铸铁、碳钢、焊锡、铜和黄铜等，水温高达鲫～9o℃ ，水流速度快(可达l m／s)，运行过程中振动大；其腐蚀形态复杂，除发生均匀腐蚀外，还有电偶腐蚀、冲刷腐蚀、点蚀、应力腐蚀、垢下腐蚀等等。目前采用水溶性缓蚀阻垢剂对内燃机冷却水进行化学处理是解决内燃机冷却水系统腐蚀阻垢问题的最简便和行之有效的方法，也是该领域研究的主要热点之一。有机膦羧酸()是在有机多元膦酸类水处理药剂的基础上开发出来的性能更为优异的膦酸羧酸型缓蚀阻垢剂，全称为。据报道，化学性质稳定，热稳定性能好，具有很强的耐酸、耐碱和耐氧化作用，即使在pH>14的条件下也不水解；与铜、锌、钙、镁等金属有优良的络合性能，与CaSO4、MgSO4、Ca0 、Ca3(PO4)2等成垢盐类具有良好的去活化作用；且xx、无公害，不会造成环境污染，是一种很具前景的水处理药剂。本文主要研究了PBTCA在高温冷却水系统中的缓蚀阻垢性能。

1 试验方法

1.1电偶腐蚀试验在电解质溶液中两种电极电位不同的金属或台金相接触时，电位较负的金属腐蚀速度加快，而电位较正的金属腐蚀速度反而减慢，这种情况下发生的电化学腐蚀称为电偶腐蚀(或接触腐蚀)。铡定短路条件下偶台电极两端的腐蚀电流值即偶合电流的数值，根据偶台电流的大小可以判断金属的耐接触腐蚀性能，据此可以初步筛选缓蚀剂配方。电极组合试片中存在的电偶对有：铸铝一碳钢；铸铁一碳钢；焊锡一黄铜；黄铜一铜。试验电极试片为10×10 mm的正方形，用胶木粉封样、经金相砂纸打磨、丙酮胧脂后即可进行腐蚀试验。试验装置见图l。

电偶腐蚀测试仪选用OG一10型智能型金属腐蚀速度快速测定仪，试验介质为普通自来水、试验温度85±2℃。

1．2 静态阻垢试验㈨

静态阻垢试验采用碳酸钙沉积法，这是在实验室强化条件下对阻垢剂性能进行评价的一种常用方法。用EDTA滴定剩余硬度，静态测试阻垢剂对钙垢析出的抑制性能。试验用无水氯化钙配制成含钙离子的自来水溶液，以碳酸氢钠配制碱度，把配好的溶液加人恒温水浴中，温度控制在85±2℃j加人一定量的阻垢剂于其中，恒温静置16小时后，用EDTA测定溶液中剩余钙离子浓度，计算出阻垢率，计算盛赢如下：

阻垢率(％)=(C2一co)／( —CDa×l ％

式中： —投加阻垢剂剩余钙离子藏魔

G一初始溶液钙离子浓度；

一不加阻垢剂剩余钙离子浓震

●

2 结果与讨论

2．1 对各种电偶腐蚀的鼍蚀觳暴

试验中以单一PBTCA作为缓蚀荆． 得四种电偶对在不同PBTCA浓度下的稳定电偶电流密度，结果见图2、圈3、图4和图5。

由图可知，在不调节pH的情况下，对铸铝一碳钢电偶腐蚀具有优良的缓蚀效果，当其浓度超过50 mg／I 时就能起到很好的缓蚀作用；浓度处于60～100 rag几之间时，电偶电流密度基本一致，说明当浓度超过60 rag几时，浓度太小对缓蚀率的影响不大。通过对比试验发现未投加时，铸铝电极表面发黑，有明显的点蚀现象，碳钢表面也出现黄褐色锈斑；而投加60 mg／L的H 后，铸铝表面有一层呈金属光泽的浅紫色膜，而碳钢表面有轻微腐蚀。同样通过试验发现对铸铁一碳钢电偶腐蚀有一定的缓蚀效果，但对焊锡一黄铜、黄铜一铜的电偶腐蚀基本上无缓蚀作用。因此在高温冷却水系统中，必须选用其它水处理剂或进行水处理剂的复配，才能解决铸铁一碳钢、焊锡一黄铜、黄铜一铜的电偶腐蚀。

2．2 的静态阻垢性能

在以自来水为冷却介质的高温冷却水系统中，除了金属的腐蚀外，由于水中具有一定的硬度，高温时会生成碳酸盐结晶，沉积在换热面上，影响传热效果，因此本试验考察了在高温条件下的阻垢性能．试验结果见表1。

由表1可知，当浓度超过5 mg／L后，其阻垢率随着浓度的提高变化幅度不大，说明作为阻垢剂，浓度只须保持在5 rag／I．时，阻垢率就能达到90％ ，即可满足阻垢要求。

3 结论

通过对有机膦羧酸()在高温冷却水系统中的阻垢缓蚀性能的研究，可以得出如下结论：

(1)电偶腐蚀试验表明，对铸铝一碳钢电偶腐蚀具有优良的缓蚀效果，丽对蒋铁一碳钢、焊锡一黄铜、黄铜一铜电偶腐蚀的缓蚀作用不大，必须与其它药剂复配，才能解决其在高温下的腐蚀问题。

(2)静态阻垢试验表明，是一种优良的阻垢剂，即使在高温下，浓度在5 mg／L时阻垢率就可达到90％。

参考文献

l 项成林工业木处理，1993，(6)：l6～19

2 Poht~ackG，，巳1 a【Material Performance，1986，(5)：426— — 431

3 Ashcrait R．H ，et a1 Materia1．Perirnva~ee，l988．t2)：108～116

4 刘永辉编著．金属腐蚀学原理北京：航空工业出版社，1993

5 宋诗哲编．腐蚀电化学研究方法北京：化学工业出版社．1988

6 张伟民等编．金属腐蚀与防护实验集．上海：华东化工学院出版社．1988