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降低传统载冷剂(盐水、乙二醇水溶液等)的腐蚀,核心是“切断腐蚀反应的诱因 + 强化金属防护 + 优化运行管理”,需从介质优化、药剂添加、材质适配、系统维护、运行管控 五大维度入手,可大幅缓解腐蚀速率,但需注意:这些方法仅为 “缓解手段”,无法彻底消除传统载冷剂的腐蚀属性,长期来看仍不如无腐蚀新型载冷剂的防护效果。
一、 介质配方优化:从源头减少腐蚀诱因
传统载冷剂的腐蚀与自身成分、浓度、酸碱性直接相关,需精准调控介质特性:
严格控制载冷剂浓度,避免过度稀释或浓缩
盐水系统:氯化钠盐水浓度控制在 20%~25%(对应凝固点 - 15℃~-21℃),氯化钙盐水控制在 30%~35%,浓度过高会增加溶液导电性,加剧电化学腐蚀;浓度过低则凝固点上升,需额外补水,引入杂质和氧气。
乙二醇系统:乙二醇体积浓度控制在 30%~50%,浓度过高会导致黏度飙升、传热效率下降,且酸性杂质更易富集;浓度过低则抗冻性不足,水分占比高会加速氧化。
维持介质中性至弱碱性,杜绝酸性腐蚀
腐蚀反应在酸性环境下会急剧加速,需将载冷剂 pH 值稳定在 7.5~9.0:
盐水系统:若 pH 值偏低,可添加氢氧化钠、碳酸钠等弱碱性物质调节,避免强酸直接中和;
乙二醇系统:乙二醇氧化会生成有机酸,需定期检测酸值,添加有机胺类缓冲剂,稳定 pH 值同时抑制酸化进程。
选用高纯度载冷剂,减少杂质引入
乙二醇优先选 工业一级品或食品级产品,避免使用回收料;
盐水需用精制盐,防止杂质在金属表面形成局部电池,引发点蚀。
二、 针对性添加药剂:为金属表面构建防护层
通过添加专用药剂,在金属表面形成钝化膜或保护膜,阻断腐蚀介质与金属的接触:
添加高效缓蚀剂,构建金属防护屏障
这是最核心的缓解手段,需根据载冷剂类型选择适配缓蚀剂,避免药剂失效或产生副作用:
盐水系统:重点防氯离子点蚀,添加 铬酸盐类、磷酸盐类、有机膦酸盐类 缓蚀剂,可在碳钢表面形成致密氧化膜;
注意:铬酸盐类缓蚀剂有毒,食品 / 医药场景禁用。
乙二醇系统:重点防氧化酸化腐蚀,添加 有机胺盐 + 抗氧剂 复合药剂,抗氧剂可抑制乙二醇氧化,有机胺盐则在金属表面形成吸附膜,阻断腐蚀反应。
添加抑菌剂,消除微生物诱发的腐蚀
水基载冷剂易滋生细菌、霉菌,微生物代谢会产生有机酸,还会形成黏泥附着在金属表面,引发垢下腐蚀:
定期添加 氧化性杀菌剂或 非氧化性杀菌剂,每月投加 1~2 次,控制微生物含量;
注意:杀菌剂需与缓蚀剂兼容,避免两者发生反应失效。
三、 系统材质与设计优化:减少易腐蚀薄弱环节
从硬件层面规避腐蚀高发部位,降低腐蚀概率:
更换关键部件材质,提升抗腐蚀能力
优先将碳钢管道、换热器更换为 304/316 不锈钢、铜合金、钛合金,这些材质对氯离子、有机酸的耐腐蚀性更强;
无法更换材质时,对碳钢部件做防腐涂层处理,换热器管程做磷化 + 钝化处理,隔绝载冷剂与金属接触。
优化系统设计,避免局部腐蚀死角
减少管道直角弯头、变径、盲端等易积液部位,避免载冷剂滞留引发局部浓差腐蚀;
系统最高点设置排气阀,及时排出溶解氧;最低点设置排污阀,定期排出底部沉积的杂质、污泥。
加装过滤与软化装置,净化载冷剂
在循环泵入口加装 80~100 目精密过滤器,拦截铁锈、杂质,避免磨损金属表面钝化膜;
补水系统加装 软水器,使用软化水补充,防止水垢生成。
四、 强化系统维护:及时清除腐蚀隐患
定期维护可避免腐蚀产物积累,延缓腐蚀进程:
定期清洗系统,清除腐蚀产物与污垢
定期排污与补液,保持介质清洁
每月开启排污阀,排出底部的载冷剂,同时补充新的载冷剂和药剂;
补液时严格控制补水水质,避免直接加注自来水。
定期监测腐蚀状态,及时调整方案
采用 挂片试验 监测腐蚀率:在系统中悬挂碳钢、铜合金挂片,每 3 个月取出检测;
定期检测载冷剂的pH 值、浓度、酸值、氯离子含量,一旦超标立即处理。
五、 优化运行管控:减少腐蚀反应的外部刺激
运行参数不当会加速腐蚀,需针对性调整:
控制载冷剂运行温度,避免高温加速腐蚀
载冷剂温度越高,腐蚀反应速率越快,需避免系统长期在高温运行;
乙二醇系统尤其要控制温度,高温会大幅加速其氧化酸化进程,缩短使用寿命。
避免系统频繁启停,减少应力腐蚀
频繁启停会导致系统温度、压力波动,金属部件反复热胀冷缩,易出现应力腐蚀开裂;
低负荷时段可通过变频控制调节机组、泵组转速,维持系统稳定运行,减少启停次数。
六、 关键注意事项
以上方法仅能缓解腐蚀,无法彻底消除(如盐水的氯离子点蚀、乙二醇的酸化腐蚀是固有缺陷),长期运维成本仍较高;
不同药剂间存在配伍禁忌,需提前做兼容性测试;
食品、医药等敏感场景,需选用食品级缓蚀剂、杀菌剂,避免污染产品。
相比之下,无腐蚀新型载冷剂(如陶普斯冷媒)无需添加任何药剂,即可实现长期低腐蚀运行,是从根源上解决腐蚀问题的更优方案。
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