水垢形成原因:
在硬水质地区,只要在水中的饱和指数以下或正好在饱和的临界点上,就不会有水垢生成。反之,如果X出了饱和指数的话,软水质中也会生水垢。饱和指数由水的酸碱度决定。酸碱度是通过pH测试来测定的:pH越低,水中的酸性越强。饱和指数越高,所能溶解的矿物质成分也就越多;pH越高,水中的碱性越强,饱和指数越低,所能溶解的矿物质成分也就越少。随着pH升高,矿物质成分(碳酸钙为主)就析出沉淀,形成水垢。循环系统(如冷却塔、蒸汽锅炉、循环水处理系统等)工作中,压力和温度长期处在变化中,造成水中pH升高和矿物质过度饱和,形成水垢。另外,在工业用水中,由于经常要加石灰或一些腐蚀性试剂,也会造成水中pH升高和矿物质过度饱和,形成水垢。
综上所述结垢原因:
1、 主要是由于水中有带电的矿物溶质离子和偶电层电位势差所形成的电化学能场的存在而产生的水垢。
2、 随着pH升高,矿物质成分(碳酸钙为主)就析出沉淀,形成水垢。
水垢腐蚀原理:
分为碱性腐蚀和酸性腐蚀。主要取决于锅水中所含的物质以及锅水的pH值。
1、 碱腐蚀是指锅炉受热面表面有沉积物时,由于沉积物的传热性能比受热面金属差的多,沉积物下面的金属壁温升高,沉积物与金属之间的锅水浓缩,且不易与沉积物之外的锅水均匀混合。当锅水中含有游离的氢氧化钠(NaOH),且锅水的pH值大于13时,金属壁的氧化保护膜被NaOH溶解,电化学腐蚀加剧,这就是碱腐蚀。碱腐蚀的腐蚀物是白色的碳酸钠,它是氢氧化钠与空气中二氧化碳接触后的生成物,在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
2、 酸腐蚀是指锅水中含有氯化镁(MgCl2)和氯化钙(CaCl2)时,在沉积物下的氯化镁、氯化钙与锅水发生反应形成氢氧化镁和氢氧化钙以及盐酸(HCl),使pH值下降,对钢材形成酸腐蚀。如果金属表面有坚硬、致密的水垢存在,氢不能扩散到汽水混合物中,则渗入钢材与碳钢中的碳化铁(渗碳体)发生反应,结果造成钢材脱碳,同时使金相组织发生变化,会形成微小晶间裂纹。