聚磷酸盐作为缓蚀剂常用的有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠是一些n值在一定范围的聚磷酸的混合物,是阴极型、沉淀膜型缓蚀剂,主要起缓蚀作用,也有阻垢作用。
聚磷酸盐的负离子能与水中溶解的钙离子形成胶状带正电荷的络合物,并在金属表面再与腐蚀下来的fe2 络合形成聚磷酸钙铁沉淀膜,没积在金属表面,形成保护膜而减缓腐蚀,保护了阴极。
要使聚磷酸盐发挥较好的缓蚀作用,冷却水中要求有一定的两价金属离子,例如钙、铁或锌离子等,在钙离子含量很少的软水中是不适宜用聚磷酸盐作缓蚀剂的。水中除钙含量对聚磷酸盐的缓蚀效果有很大影响外,溶解氧的含量也影响防腐效果,这是因为如果水中不含溶解氧,水中的聚合磷酸盐要与铁形成可溶性的络合物而促进腐蚀。反之,若有一定溶解氧存在则聚合磷酸盐可形成含有氧化物的保护膜。因此,在选用聚磷酸盐作缓蚀剂时,必须注意的是活化的金属表面、水中一定量的钙离子和溶解氧,否则不能获得良好的效果。
聚磷酸盐的水解是使用聚磷酸盐作为水处理剂中一个关键的问题,它关系到冷却水系统中正磷酸根的含量、磷酸垢钙垢的析邮、缓蚀阻垢效果、系统停留时间和排污等一系列问题。水解或降解后生成的正磷酸盐虽然有一定缓蚀作用,但它通常是一种阳极型缓蚀剂,用量不足时易产生局部腐蚀,而且与水中的钙离子会生成ca(po4)2沉淀,造成热交换器结垢,因此,一旦发生聚磷水解使冷却水系统正磷酸水解使冷却水系统正磷酸盐超标时,就得加大排污水量,以防系统中结成磷酸钙垢的危害。
影响聚磷酸水解的主要因素有以下几点:
(1)温度 一般水温增高水解转化成正磷酸盐的含量地增多,所以有人用热水熔化玻璃态聚磷是错误的。
(2)ph值 聚磷酸盐在酸性溶液中的水解速度比中性溶液快,因此,控制水中ph值很关键。
(3)微生物 当水中有微生物存在时,由于微生物存在时,由于微生物的活性,也会使水解速度加快。
在敞开式的循环冷却水系统中,水中溶解氧基本上是饱和的,所以关键还是在水中要有适量的钙离子,循环水中钙离子量应根据药剂配方及工况条件确定,从缓蚀角度考虑不宜小于30mg/l,从阻垢角度考虑不宜大于200mg/l。而实际正磷酸盐含量还与聚磷酸盐的加入量及其在系统中的停留时间等因素有关。因此,聚磷酸盐缓蚀剂浓度高的系统结磷酸盐水垢的可能性要大一些。聚磷酸盐水溶液不宜长期存放,应在使用时在现场溶解。
此外,在聚磷酸盐中添加一些锌盐,磷酸铁络合物,磷酸锌和氢氧化锌等助剂,保护效果比单独用聚磷酸盐形成的膜要致密,缓蚀效果得到提高。但加锌时要注意,锌离子宜小于4.0mg/l,ph小于等于8.3,否则锌盐有形成沉积的危险。当ph大于等于8.4时,水中溶解锌与总锌之比应大于等于80%。
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