盐水机组载冷剂乙二醇溶液的腐蚀性及对策

盐水机组载冷剂乙二醇溶液的腐蚀性及对策

一台约克YS双工况机组在用户开机使用8个月后出现蒸发器铜管泄漏，蒸发器管程水样有大量棕色沉淀。这一案例引发了对乙二醇溶液腐蚀性的深入探讨。本文将从腐蚀现象分析、腐蚀性来源、危害及防腐对策等方面进行详细阐述。

一台约克YS双工况机组在用户开机使用8个月后出现蒸发器铜管泄漏，蒸发器管程水样有大量棕色沉淀。水质化学分析结果表明：载冷剂溶液呈酸性，pH值为5.7。管内壁有大量棕黑色细颗粒物质，主要为氧化铁。

铜管内壁的沉淀物

乙二醇水溶液是否有腐蚀性？

乙二醇溶液样品分析结果如下：

• 乙二醇含量：15.04%
• 酸值：0.15mgKOH
• 氯化物（Cl离子）：0.0037% （37ppm）
• pH值：5.74

溶液沉淀物分析结果表明，溶液中沉淀物主要成分为氧化铁。铜管上附着的细颗粒物质主要成分通过能谱分析确定。这些氧化铁主要来源于溶液对钢制管道的腐蚀产物。

此机组蒸发器管程系统要求使用25%的乙二醇水溶液作为载冷剂。然而，该溶液呈酸性，对钢制管路有腐蚀作用。经过多次对冷水机组的水样分析，从未发现水样有可见沉淀物或铜管内有此类细颗粒状沉淀物。

乙二醇水溶液的腐蚀性从何而来？

乙二醇的腐蚀性小于水，乙二醇水溶液有微弱的酸性。乙二醇水溶液使用过程中因氧化成有机酸而呈酸性。乙二醇水溶液的腐蚀性随溶液温度升高及和氧的接触增加而增大。

腐蚀的危害

腐蚀管道会导致均匀腐蚀，造成管路的早期泄漏。同时，诱发电化学腐蚀会导致局部腐蚀，加剧管路的泄漏（泄漏的不可预测性）。管路系统中的管道、泵、阀以及连接管路的各种电焊、钎焊接头材料各异，并处于酸性的电解质溶液中，腐蚀产物的沉积等形成电偶、浓差等腐蚀。

防腐和控制腐蚀的对策

• 载冷剂的正确选择
• 减少溶液和氧的接触：采用闭式盐水循环系统
• 添加正确的缓蚀剂：监测、控制溶液对管路的腐蚀；改善水质

对载冷剂的要求

在工作温度范围内始终处于液态：沸点高、凝固点低；比热大、密度小、黏度低；工作温度下化学稳定性好，不腐蚀管道和设备、不燃烧、对人体无害；价格低、易获得。

常用载冷剂类别及其腐蚀性

乙二醇的性质：

• 无色、无味，挥发性弱，腐蚀性低
• 容易与水和其他许多有机化合物混合使用，是最常用的一种有机载冷剂（资料介绍，乙二醇产量的近一半用作汽车和制冷业的冷冻液、载冷剂 ）。

乙二醇溶液缓蚀剂组成

由缓冲剂和钝化剂组成：

• 缓冲剂：用来缓冲因乙二醇氧化生成的有机酸，可以是硼砂、三乙醇胺等
• 钝化剂：是使金属表面形成钝化膜，造成电阻极化从而阻止腐蚀的进程的物质，可以是磷酸盐、钼酸盐等

溶液的缓蚀能力—储备碱的概念

表示乙二醇水溶液对酸化的阻力；衡量指标：将10ml乙二醇溶液滴定至pH5.5时所消耗0.100N盐酸的毫升数。

储备碱度的控制和监测

• 多数场合储备碱度应为10 ~12 毫克当量
• ASTM D1122规定长效防冻液的储备碱度为10~20mg/100ml
• 根据溶液储备碱度的高低决定系统溶液测试和调整的频度
• 简单的pH监测：要求在7.5以上，不可低于6.5