1.2.2  循环冷却水的腐蚀

电化学腐蚀是最基本、最常见的一种腐蚀形式。对于金属来说，水作为一种电解液，具有明显的电化学性质。在金属表面某部位，因为氧气的作用铁失去电

子进入溶液中成为阳极，所释放的电子传递到金属表面的另一部分而成为阴极，这就形成了电化学电池。当水中存在足够的氧气，腐蚀就会一直进行下去。而且由于金属本身含有较多的杂质，各金属之间存在电位差的就形成了无数微小的腐蚀电池，使得腐蚀速度大大加快。

金属的电化学腐蚀的过程实际是金属表面某个部位的金属原子溶解于水中，产生了氧化反应，构成了一个腐蚀电极的阳极，并释放出电子，其氧化反应式为：

                Fe Fe2+ + 2e-                      (1.3)

在酸性条件下的还原反应式为：

           2H+ + 2e-       2H       H2                 (1.4)

    在中性水中氧的还原反应式为：

               O2 + 2H2O +4e-       4OH-                    (1.5)

进入溶液中的金属离子（Fe2+）在阴极与氢氧根离子（OH-）反应生成氢氧化合物。

            Fe2+ + 2OH-         Fe(OH)2                    (1.6)         

当水中没有氧气时，反应式（1.5）不存在，反应过程到反应式（1.4）、（1.6）就停住了，这时阴极部位被 H2 和Fe(OH)2所覆盖，就会阻止电子继续转移，腐蚀就不会继续。

但循环冷却水中溶解氧的含量是很高的，阴极部位的反应必将继续下去。H原子的保护层和Fe(OH)2保护层不再存在，金属将继续被腐蚀。反应式为：

            2H  + O2 /2        H2O                    （1.7）

       4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O        4 Fe(OH)3                 （1.8）

反应生成的氢氧化物（OH-）沉积在金属表面，形成铁锈。由于水中氧气的存在使得式（1.5)~式（1.8）的反应都继续进行下去。从而腐蚀也继续，所以有必要在水中加入缓蚀剂来阻碍电化学过程的电子的转移。

1.2.3  循环冷却水的结垢

循环水在循环过程中和在冷却塔中与空气接触，水中游离及溶解的CO2大量散失，从而使得产生CaCO3等沉淀结垢。

当式（1.9）中的CO2不断散失，左边的Ca(HCO3)2不断分解，则不断产生CaCO3垢。随着温度的升高，CO2的溶解度随着降低，在冷却塔中不断的逸出，使得平衡向右移，形成更多的CaCO3沉淀，因为CaCO3本身的溶解度也随水温升高而降低，所以最后平衡向右移动。

由于水的浓缩，使水中的Ca+和HCO3-的浓度增加，促使平衡向右移动，形成CaCO3沉淀。水的pH值随着循环过程而升高。pH值的升高即OH-离子浓度增加，使HCO3-离子离解，根据式（1.9），平衡也向右移。

    另外，铁腐蚀后最初形成的是Fe(OH)2沉淀。以后会被水中溶解氧氧化成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3可脱水而成Fe2O3变垢。腐蚀产物和钙垢是往往黏在一起形成灰黑色的硬垢。

1.3  缓蚀阻垢剂的机理

1.3.1 缓蚀剂的缓蚀原理[4,5]