Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép và hợp kim đồng bởi một số chất ức chế ăn mòn thương mại trong hệ thống nước làm mát

MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NƯỚC LÀM MÁT VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT BẢO VỆ ĂN MÒN KIM LOẠI 1.1. Tổng quan về hệ thống nước làm mát ------------------------------------------ 2 1.1.1. Khái niệm cơ bản về nước ---------------------------------------------------- 2 1.1.1.1. Tính chất cơ bản của nước ---------------------------------------------- 2 1.1.1.2. Đặc tính của dung môi nước -------------------------------------------- 2 1.1.2. Khảo sát hệ thống nước làm mát -------------------------------------------- 2 1.1.2.1. Các hệ thống nước làm mát--------------------------------------------- 4 A. Hệ thống chảy qua một lần------------------------------------------------ 4 B. Hệ thống tuần hoàn kín ---------------------------------------------------- 5 C. Hệ thống tuần hoàn hở ----------------------------------------------------- 6 1.1.2.2. Những vấn đề chính trong hệ thống nước làm mát ------------------ 8 1.2. Cơ sở lý thuyết về ăn mòn điện hóa--------------------------------------------10 1.2.1. Định nghĩa và phân loại ăn mòn kim loại ---------------------------------10 1.2.1.1. Định nghĩa----------------------------------------------------------------10 1.2.1.2. Phân loại------------------------------------------------------------------10 A. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn --------------------------------------10 B. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn -----------------------------------10 C. Theo đặc trưng của quá trình ăn mòn -----------------------------------11 1.2.2. Điện thế điện cực và cơ chế ăn mòn điện hóa ----------------------------12 1.2.2.1. Điện thế điện cực -------------------------------------------------------12 1.2.2.2. Cơ chế ăn mòn điện hóa------------------------------------------------12 1.2.3. Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn--------------------------------------------14 1.2.3.1. Bảo vệ điện hóa ---------------------------------------------------------14 1.2.3.2. Lớp phủ bảo vệ ----------------------------------------------------------15 1.2.3.3. Bảo vệ bằng chất ức chế -----------------------------------------------15 1.3. Giới thiệu những chất ức chế ăn mòn được sử dụng trong hệ thống nước làm mát ---------------------------------------------------------------------------------------16 1.3.1. Những chất ức chế được sử dụng trong hệ thống nước làm mát --------16 1.3.1.1. Chất ức chế anốt---------------------------------------------------------16 1.3.1.2. Chất ức chế catốt --------------------------------------------------------19 1.3.1.3. Chất ức chế hỗn hợp ----------------------------------------------------20 1.3.2. Những phương pháp ức chế ăn mòn được nghiên cứu trong luận văn này ---------------------------------------------------------------------------------------------20 1.3.2.1. Điều chỉnh tính chất hóa học của nước -------------------------------20 1.3.2.2. Sử dụng chất diệt khuẩn------------------------------------------------21 1.3.2.3. Sử dụng chất ức chế-----------------------------------------------------23 Chương 2 - THỰC NGHIỆM 2.1. Chuẩn bị thí nghiệm ---------------------------------------------------------------25 2.1.1. Chuẩn bị các dung dịch thí nghiệm -----------------------------------------25 2.1.2. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm ----------------------------------------------------26 2.1.3. Xử lý mẫu ----------------------------------------------------------------------27 2.2. Phương pháp thí nghiệm----------------------------------------------------------28 2.21. Phương pháp khảo sát bề mặt kim loại -------------------------------------28 2.2.2. Phương pháp khối lượng------------------------------------------------------28 2.2.3. Phương pháp điện hóa --------------------------------------------------------30 2.2.4. Tiến trình đo điện hóa --------------------------------------------------------31 2.2.4.1. Chuẩn bị điện cực làm việc --------------------------------------------31 2.2.4.2. Hệ thống đo điện hóa---------------------------------------------------31 2.2.4.3. Tiến trình đo điện hóa --------------------------------------------------31 Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép---------------------------------------33 3.1.1. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) ---------------------------------------------------------------------33 3.1.1.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------33 3.1.1.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------34 3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 (độ kiềm) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) -------------------38 3.1.2.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------38 3.1.2.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------41 3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 (độ cứng) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) --------------------------44 3.1.3.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------44 3.1.3.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------46 3.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất A (24% PO43- + 6% Zn2+) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) -------49 3.1.4.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng -----------------------------49 3.1.4.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa -------------------------------52 3.1.5. Ảnh hưởng của chất A và sự khuấy (250 v/ph) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng ----------------------------------------55 3.1.5.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------55 3.1.5.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------58 3.1.6. Tốc độ ăn mòn thép trong các dung dịch chứa chất A ở nhiệt độ cao 600C theo thời gian (khuấy 250 v/ph) -----------------------------------------------------60 3.1.7. Ảnh hưởng của nồng độ chất A trong dung dịch đệm pH = 8 đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) -----------------------62 3.1.8. Ảnh hưởng của sự khuấy (250 v/ph) và nồng độ chất A trong dung dịch đệm pH = 8 đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng ---------------65 3.1.8.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------65 3.1.8.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------68 3.1.9. Ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 trong dung dịch đệm pH = 8 chứa 35 ppm chất A đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) --------------------------------------------------------------------------------------------70 3.1.10. Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 và sự khuấy (250 v/ph) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy chứa 25 ppm chất A theo thời gian ở nhiệt độ phòng ---71 3.1.10.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng ----------------------------71 3.1.10.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa-------------------------------72 3.1.11. Ảnh hưởng của nồng độ Natri molipdat trong nước máy đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh)---------------------------75 3.1.12. Ảnh hưởng của nồng độ Natri molipdat trong dung dịch đệm pH = 8 đến tốc độ ăn mòn thép theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) ---------77 3.1.13. Ảnh hưởng của nồng độ Natri molipdat và sự khuấy (250 v/ph) đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng---------------------79 3.1.13.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng ----------------------------79 3.1.13.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa-------------------------------81 3.1.14. Ảnh hưởng của chất diệt khuẩn, chất B (Glutaraldehyde 45%), đến tốc độ ăn mòn thép trong nước máy chứa 35 ppm chất A theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) ---------------------------------------------------------------------85 3.1.14.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng ----------------------------85 3.1.14.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa-------------------------------86 3.2. Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn hợp kim đồng (Cu 70% + Ni 30%)--89 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chất C (Benzotriazole 40%) đến tốc độ ăn mòn hợp kim đồng trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng (thí nghiệm tĩnh) --89 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất C (Benzotriazole 40%) và sự khuấy (250 v/ph) đến tốc độ ăn mòn hợp kim đồng trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ phòng ------------------------------------------------------------------------------------------92 3.2.2.1. Khảo sát bằng phương pháp khối lượng------------------------------92 3.2.2.2. Khảo sát bằng phương pháp điện hóa --------------------------------94 3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất C (Benzotriazole 40%) đến tốc độ ăn mòn hợp kim đồng trong nước máy theo thời gian ở nhiệt độ 600C (khuấy 250 v/ph) ---96 Kết luận ---------------------------------------------------------------------------------------99 TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------- 103 PHỤ LỤC