1、隔絕氧氣是根本的防腐措施
溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕性比氯化鈉(NaCI)、氯化鈣(CaC2)的水溶液等要小,但仍然是一種較強的 腐蝕介質(zhì),對制造溴化鋰吸妝式機組中常用的碳鋼、紫銅等金屬材料,具有較強的腐蝕性。
溴化鋰溶液對金屬的腐蝕反應(yīng)主要是以電化學(xué)途徑進行,在氧的作用下,金屬鐵和銅在通常呈堿性的溴化鋰溶液中被氧化,失去2個或者3個電子,生成鐵和銅的氫氧化物,最后形成腐蝕產(chǎn)物,如四氧化三鐵(Fe304)等,鐵和銅被氧化失去的電子與溶液中的氫離子H+結(jié)合,生成不凝性氣體氫氣(H2)。由此可見,氧是促進鐵和銅失去電子的主要因素,沒有氧氣,上述反應(yīng)就無法充分進行。因此,在溴化鋰吸收式制冷機組中,隔絕氧氣是最根本的防腐措施。
了解了溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕機理,也就容易理解影響溴化鋰溶液對金屬材料腐蝕的幾個因素:
1)氧氣的存在。在常壓下,因為稀溶液中氧的溶解度要比濃溶液大,隨著溴化鋰溶液的濃度的降低,腐蝕加劇。在低壓下,因為氧的含量極少,金屬材料的腐蝕率與溶液的濃度幾乎沒有什么關(guān)系。
2)溶液的溫度。在不含有緩蝕劑的溶液中,碳鋼、紫銅和鎳銅的腐蝕率都隨著溫度的升高而增大。當(dāng)溫度低于165C時,溶液溫度對腐蝕的影響不大,而當(dāng)溫度超過165C時,無論是碳鋼或者紫銅,腐蝕率急劇增大。
3)溶液的堿度。溴化鋰溶液的堿度一般可以用 PH值或者氫氧化鋰(LiOH)的當(dāng)量濃度來表示。PH值小于7時,溶液呈酸性,對金屬材料的腐蝕性當(dāng)然相當(dāng)嚴重。當(dāng)溴化鋰溶液的PH值處于9.0~10.5范圍時,隨著堿度的增大,碳鋼和紫銅的腐蝕率減少。但堿度也不宜過大,否則腐蝕反而加劇。試驗表明,溴化鋰溶液的堿度的PH值為9.0~10.5的范圍內(nèi),對金屬材料的緩蝕較為有利。
2、腐蝕性對機組性能的影響
溴化鋰容液對金屬材料的腐蝕性對溴化鋰吸收式機組性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾點:
1)由于溶液對組成吸收式機組的兩種金屬材料鋼和銅的腐蝕,直接影響了機組的使用壽命。
2)腐蝕產(chǎn)生的氫氣是機組運行中不凝性氣體的主要來源,而不凝性氣體在機組內(nèi)的積聚,直接影響了吸收過程和冷凝過程的進行,導(dǎo)致機組性能下降。因此,機組中都設(shè)置自動抽氣裝置來排除運行過程中產(chǎn)生的不凝性氣體。
3)腐蝕形成的鐵銹、銅銹等脫落后,隨著溶液循環(huán)極易造成噴嘴(或淋板)和屏蔽泵過濾器的堵塞,妨礙機組的正常運行。
3、緩蝕劑及防腐性能
從前面溴化鋰溶液對金屬材料腐蝕機理的分析可知,防止腐蝕最根本的辦法是保持高度真空,盡可能不讓氧氣侵入。此外,在溶液中添加各種緩蝕劑也可以有效地抑制溴化鋰溶液對金屬的腐蝕。目前,溴冷機實際運行中在溶液加入0.1~0.3%的鉻酸鋰,并保持溶液的PH值在9.0~10.5之間,如果PH值大于11.2時,容易產(chǎn)生膠狀沉淀物,未加入緩蝕劑的溴化鋰水溶液無色透明,加入鉻酸鋰后,呈淡黃色。(注: PH通常是通過加入LiOH來調(diào)整的)
緩蝕劑之所以能夠有效地抑制腐蝕的發(fā)生,是因為這些緩蝕劑在金屬表面通過化學(xué)反應(yīng)形成一層細密的保護膜,使金屬表面不受或者少受氧氣的侵襲。例如,鉻酸鋰在堿性條件下能與鐵和銅通過化學(xué)反應(yīng)生成以氫氧化鉻(Cr(OH)3)為主要成分的保護膜。
還可以采用噴丸工藝以去除金屬表面的氧化物,保持機組內(nèi)部較高的清潔度。
綜上所述,減緩機組腐蝕的措施有:
1)隔絕氧氣,是減緩機組腐蝕的最根本的措施。我們要樹立“真空是機組的第一生命”
2)維持溶液的PH值在9.0~10.5的范圍內(nèi)。
3)在溶液中,添加鉻酸鋰、鉬酸鹽及Te、Pb、Sn等氧化物作為緩蝕劑。
4)機組運行中,溶液溫度不超過165C。