如果碳鋼浸在水中，碳鋼的表面狀態(tài)與其接觸的溶液狀態(tài)不均勻。表面形成了無數(shù)的微小面積的低電位部分（局部陽極）和高電位部分（局部陰極），在局部電池的陽極和陰極分別發(fā)生如下反應(yīng)。
③ 式表示溶液在酸性條件下，水中的氫離子得到電子，變?yōu)闅錃猓?/div>
若溶液為堿性，則①、②兩式在溶液中構(gòu)成原電池，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)；若溶液為酸性，則①、③兩式在溶液中構(gòu)成原電池，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
上述反應(yīng)連續(xù)發(fā)生呈下兩式反應(yīng)
Fe2+ + 2OH- → Fe（OH）2
2 Fe（OH）2 +（1/2）O2 + H2O → 2 Fe（OH）3或Fe2O3·3H2O
注意：只要碳鋼表面接觸含溶解氧的水，則上述一系列腐蝕及反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行下去。
在金屬表面上有粘泥（以微生物為主的污垢）附著，在其下面形成厭氣性時(shí)，則硫酸鹽還原菌增殖，發(fā)生如下式的陰極反應(yīng)，生成硫化氫（H2S），往往使腐蝕加速。
SO42- + 10H+ + 8e- → H2S + 4H2O
在碳鋼表面，當(dāng)腐蝕生成物和粘泥等污垢附著不均勻時(shí)，溶解氧難于擴(kuò)散，污垢下面呈局部陽極，與溶解氧接觸較多的污垢的周圍部分呈陰極，往往在污垢下面發(fā)生局部腐蝕（點(diǎn)蝕）。在發(fā)生點(diǎn)蝕的部位陽離子即亞鐵離子（Fe2+）的濃度增高，為保持電平衡狀態(tài)，陰離子通過污垢層向點(diǎn)蝕界移動(dòng)，引起離子的濃縮。在陰離子中，擴(kuò)散速度比較快的氯化物離子（Cl- ）zui容易在點(diǎn)蝕部位被濃縮。這樣一來，在點(diǎn)蝕內(nèi)部集聚弱酸性氯化亞鐵等腐蝕生成物，點(diǎn)蝕內(nèi)部的pH值降低，點(diǎn)蝕加速。
（二）緩蝕劑
（1）定義：緩蝕劑又叫腐蝕抑制劑。凡是添加到腐蝕介質(zhì)中能干擾腐蝕電化學(xué)作用，阻止或降低金屬腐蝕速度的一類物質(zhì)都稱為緩蝕劑。
（2）緩蝕機(jī)理：緩蝕劑本身可溶于水，但在金屬表面形成一層保護(hù)膜來阻止金屬離子的水合反應(yīng)和溶解氧的還原反應(yīng)，從而抑制腐蝕反應(yīng)。
二 結(jié)垢與阻垢
（一）水垢生成機(jī)理
在稀溶液中，溶質(zhì)呈離子、絡(luò)離子和單分子狀態(tài)存在。但是，在過飽和溶液中，由數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)分子集聚成晶核，如果晶核比某個(gè)臨界直徑（臨界晶核）小，則再溶解;大于臨界晶核，開始結(jié)晶。晶體的生長(zhǎng)速度由溶液中溶質(zhì)向晶體表面的擴(kuò)散速度，及晶體表面的的溶質(zhì)表面析出速度決定。晶核只產(chǎn)生在過飽和溶液中。
（二）阻垢劑
（1） 定義：凡能控制產(chǎn)生泥垢和水垢的藥劑稱之為阻垢劑。
（2） 阻垢機(jī)理：阻垢劑的官能團(tuán)對(duì)水垢成分，陽離子具有螯合力，封鎖陽離子，抑制其與陰離子的反應(yīng)而防止結(jié)垢，同時(shí)，阻垢劑對(duì)晶核和晶體的活性點(diǎn)有特殊吸附能力，抑制其生長(zhǎng)，故只需投加較低濃
度就能顯示出效果。阻垢劑的這種化學(xué)計(jì)算當(dāng)量作用，稱為低限效應(yīng)。
（三）聚磷酸鹽的防腐阻垢作用
（1）防腐：
聚磷酸鹽對(duì)鐵離子封閉作用和分散作用。
即使投加低濃度的聚磷酸鹽，也能封閉鐵離子，同時(shí)也有使沉淀物分散的能力。在中性水中，鐵與溶解氧反應(yīng)，生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）2]，在溶解氧存在的條件下，氫氧化亞鐵繼續(xù)反應(yīng)，變成氫氧化鐵[Fe（OH）3]。此外，氫氧化鐵由于溫度條件等原因，會(huì)變成氧化鐵[Fe2O3·nH2O]。
聚磷酸鹽能封閉封閉亞鐵離子[Fe2+]如下圖
О О
‖ ‖
-----О-P-О-P-О----
| |
О О
↘ ↙
Mn+
（Fe2+）
↗ ↖
О О
| |
-----О-P-О-P-О----
‖ ‖
О О
阻礙向氫氧化鐵的轉(zhuǎn)移，可以防止“赤水”的發(fā)生，同時(shí)可使氫氧化鐵、氧化鐵等微粒保持在分散狀態(tài)。
此外，聚磷酸鹽有分散作用，可以分解軟的鐵銹。這種現(xiàn)象表明，在實(shí)際設(shè)備上，開始投加聚磷酸鹽后，“赤水”現(xiàn)象暫時(shí)變得劇烈，而由于投加聚磷酸鹽后，水銹生成也減少了。
聚磷酸鹽與水中鈣離子等二價(jià)金屬離子反應(yīng)，由于在金屬表面形成磷酸鈣等的沉淀膜起緩蝕作用。因此，要使聚磷酸鹽發(fā)揮較好的緩蝕作用，水中要有一定的Ca2+?離子。此外，水中還需一定溶解氧存在。因?yàn)槿绻胁缓芙庋酰械木哿姿猁}要與鐵形成可溶性的絡(luò)合物而促進(jìn)腐蝕。反之，若有一定的溶解氧，則聚磷酸鹽可形成含有氧化物的保護(hù)膜。
（二） 阻垢：
以往有人對(duì)聚磷酸鹽的阻垢作用作過實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明，幾?mg/l的聚磷酸鹽就能防止幾百mg/l的碳酸鈣沉淀析出。這種利用微量聚磷酸鹽防止水垢析出的方法，稱之為“臨界值”。
聚磷酸鹽的阻垢機(jī)理可能存在如下幾個(gè)方面：
◆認(rèn)為使聚磷酸鹽在水中生成的長(zhǎng)鏈陰離子容易吸附在微小的碳酸鈣晶粒上，同時(shí)這種陰離子易于和Ca2+?發(fā)生離子置換，這種置換發(fā)生在分散于水中的全部鈣離子層上，從而防止了碳酸鈣的析出。
◆認(rèn)為微量聚磷酸鹽抑制和干擾了碳酸鈣晶體的正常生長(zhǎng)，使晶體在生長(zhǎng)過程中被歪扭，從而使晶體長(zhǎng)不大，不能沉積形成水垢而分散于水溶液中。
◆認(rèn)為少量的聚磷酸鹽有效地控制晶核的形成速度，從而有效地阻止碳酸鈣等的沉淀。聚磷酸鹽還可以和附在管壁上的Ca2+和Fe2+形成絡(luò)合或螯合離子，然后在借布朗運(yùn)動(dòng)或水流作用重新把管壁上的這些物質(zhì)分散到水中。
阻垢防銹水處理設(shè)備應(yīng)用范圍：
◆生活給水系統(tǒng)：公寓、醫(yī)院、賓館、別墅、住宅、工廠等生活給水管道防止結(jié)垢和紅水的發(fā)生，改善用水條件，提高給水品質(zhì)；
◆工業(yè)給水系統(tǒng)：熱水鍋爐、熱交換器、集中供熱力系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、各種機(jī)器的冷卻系統(tǒng).
◆用來防止水處理系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)生銹、腐蝕和生水垢的固體防腐蝕和水垢抑制劑。這是能夠*解水垢問題的*選擇, 因?yàn)樗恍枰魏蔚耐饧与娏Α?/div>
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