Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

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 bảnvề 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 nướclàm 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. Cơchế 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 ứcchế 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 dịchthí 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 khốilượng------------------------------------------------------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 tốcđộ 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) đếntốc độ ăn mòn thép
trong nước máy theo thời gianở 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 dịchchứa chất A ở nhiệt độ cao 600
C 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 gianở 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 Na2CO3trong dung dịch đệmpH = 8 chứa 35
pPhần mềm 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 CaCl2và sự khuấy (250 v/ph) đến tốc độ ăn
mòn thép trong nước máy chứa 25 pPhần mềm 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 nhiệtđộ phòng (thí nghiệmtĩnh)---------------------------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 (250v/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 pPhần mềm 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 THAMKHẢO ---------------------------------------------------------------- 103
PHỤ LỤC

trạng thái nhiệt độ ban đầu và tiếp tục được bơm đi làm mát. Ta thấy, nước được
bơm đi tuần hoàn trong hệ thống, nó không bị mất đi cũng không có sự bay hơi. Cho
nên hệ thống loại này được gọi là hệ thống tuần hoàn kín.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Chương 1 Tổng quan
6
Hệ thống tuần hoàn kín
THIẾT BỊ LÀM MÁT
BƠM
NƯỚC MÁT
Đặc tính
• Nhiệt độ trung bình thay đổi từ 5-10°C.
• Lượng nước sử dụng: thấp.
Bộ trao đổi nhiệt
NƯỚC NÓNG
Hình 1.3: Hệ thống tuần hoàn kín.
C. Hệ thống tuần hoàn hở
Cũng là hệ thống tuần hoàn, nhưng hệ thống tuần hoàn hở được sử dụng phổ
biến và nhiều nhất trong công nghiệp làm mát. Hệ thống tuần hoàn hở là những hệ
thống tuần hoàn tiếp xúc với môi trường khí quyển ở ngay tháp giải nhiệt. Nước sau
khi nhận nhiệt trở về tháp. Vì dòng nước chảy từ trên tháp xuống, nhiệt được lấy đi
từ một tiến trình mà ở đó có sự bay hơi nước. Nước sau khi được làm mát tiếp tục
trở lại chu trình trao đổi nhiệt và lấy lượng nhiệt nhiều hơn. Ta thấy, nước được bơm
tuần hoàn trong hệ thống nên gọi là hệ thống tuần hoàn. Do nước có sự tiếp xúc với
môi trường khí quyển, có sự bay hơi nên gọi là hở. Những hệ thống làm mát nào
hoạt động theo nguyên lý trên thì được gọi là hệ thống tuần hoàn hở.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Chương 1 Tổng quan
7
Hệ thống tuần hoàn hở
NƯỚC CẤP
BƠM
XẢ
Đặc tính
• Nhiệt độ trung bình thay đổi từ 11-17 °C.
• Lượng nước sử dụng: vừa phải.
Bộ trao đổi nhiệt
THÁP GIẢI NHIỆT
NƯỚC MÁT
NƯỚC NÓNG
Hình 1.4: Hệ thống tuần hoàn hở.
Hệ thống này gồm ba thành phần: bơm tuần hoàn, bộ trao đổi nhiệt và tháp
giải nhiệt.
a. Bơm tuần hoàn (Recirculation pump)
Tiến trình giải nhiệt bắt đầu khi nước lạnh được bơm tuần hoàn trong hệ
thống qua bộ trao đổi nhiệt và sau cùng trở về tháp giải nhiệt. Mặc dù bơm là một
thiết bị đơn giản nhưng nó là nhân tố quan trọng góp phần vào quá trình giải nhiệt,
vì bơm giúp cho nước luôn luôn chảy trong hệ thống.
b. Bộ trao đổi nhiệt (Heat exchanger)
Nước được làm mát lúc nào cũng giữ mát thông qua thiết bị điều chỉnh nhiệt
độ. Thiết bị này đóng vai rất quan trọng trong hệ thống làm mát, gọi là bộ trao đổi
nhiệt.
Bộ trao đổi nhiệt thường gồm có hai phần ngăn cách nhau. Chất lỏng được
làm mát chảy qua một phần. Chất làm mát chảy qua phần còn lại. Hai chất này
không trộn lẫn với nhau mà chỉ tiếp xúc nhau qua diện tích mỏng của bề mặt kim
loại.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Chương 1 Tổng quan
8
c. Tháp giải nhiệt (Cooling tower)
Vì nước trong hệ thống tuần hoàn hở được sử dụng và tiếp tục sử dụng trở
lại, cho nên nước sau khi hấp thụ nhiệt thông qua bộ trao đổi nhiệt cần được lấy ra
để có thể tiếp tục tái sử dụng. Công việc này được thực hiện thông qua tháp giải
nhiệt.
Trong hệ thống tuần hoàn hở, tháp giải nhiệt dựa vào sự bay hơi để làm
giảm nhiệt độ của nước. Nước sau khi trở về từ bộ trao đổi nhiệt, được chảy vào
một hệ thống phân bố nước đặt bên trong tháp, nước được rơi từ trên xuống thông
qua sự định hướng của những màng mỏng hay những vòi phun. Mục đích là để làm
tăng diện tích tiếp xúc tối đa của nước với không khí. Phía trên đỉnh tháp có đặt một
cái quạt hút để tăng sự trao đổi nhiệt của nước với không khí. Nhờ vậy mà nước
được giải nhiệt.
Tuy nhiên, chính sự tiếp xúc với không khí làm cho nước trở nên nhiễm bẩn,
cùng với sự bay hơi làm tăng độ cô đặc của nước. Nếu ta không có biện pháp xử lý
thì nồng độ các chất trong nước sẽ tăng cao và đây là một trong những nguyên nhân
rất nguy hiểm gây nên hiện tượng ăn mòn, cáu, cặn và sự phát triển vi sinh trong hệ
thống giải nhiệt. Không chỉ hệ thống tuần hoàn hở mà hệ thống tuần hoàn kín và hệ
thống chảy qua một lần cũng chịu ảnh hưởng của bốn yếu tố trên. Và đây cũng
chính là bốn vấn đề chính trong hệ thống làm mát mà ta cần nghiên cứu.
1.1.2.2. Những vấn đề chính trong hệ thống nước làm mát [18], [24], [26]
Nước cấp cho hệ thống làm mát có thể xem như là sạch (ví dụ như là sử dụng
nước cấp thành phố) hay thậm chí là nước đã được lọc những chất rắn hòa tan
hay những chất rắn lơ lửng thì nước vẫn có tác động nguy hiểm đến hiệu quả của
hệ thống như là bụi, đất, bùn, khoáng chất, khí hòa tan và vi sinh vật. Nếu không
được xử lý, chúng dần dần sẽ tích tụ nhiều hơn và sẽ là tác nhân nguy hiểm ảnh
hưởng xấu đến hiệu quả trao đổi nhiệt, tăng chi phí bảo trì và thậm chí làm dừng
toàn bộ hệ thống.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Chương 1 Tổng quan
9
Ăn mòn
CáuCặn
Sự phát triển
vi sinh
Hình 1.5: Mối quan hệ giữa ăn mòn, cáu, cặn và sự phát triển vi sinh
trong hệ thống làm mát.
Hình 1.5 biểu diễn mối liên hệ của bốn vấn đề chính trong hệ thống làm mát
như: ăn mòn, cáu, cặn và sự phát triển vi sinh. Bốn vấn đề này không tồn tại độc
lập mà chúng có mối quan hệ tác động qua lại với nhau; vấn đề này phát triển tạo
điều kiện cho các vấn đề còn lại phát triển. Ví dụ: sự phát triển của vi sinh dẫn đến
sự phát triển của những loại vi sinh gây ra ăn mòn (như: vi khuẩn khử sắt, vi khuẩn
khử sun phát) [30], kết quả là thiết bị hư hỏng. Ăn mòn dẫn đến sự tạo thành cáu,
cặn trên bề mặt của bộ trao đổi nhiệt, dẫn đến giảm hiệu quả trao đổi nhiệt; dưới
lớp cáu là sự phát triển của ăn mòn lỗ rất nguy hiểm, … Tóm lại, để có thể thu được
một kết quả tốt trong khi vận hành hệ thống làm mát thì bốn vấn đề trên phải được
kiểm soát đồng thời.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Chương 1 Tổng quan
10
1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
1.2.1. Định nghĩa và phân loại ăn mòn kim loại
1.2.1.1. Định nghĩa
Ăn mòn kim loại là sự phá hủy bề mặt kim loại do tương tác hóa học và điện
hóa học với môi trường bên ngoài.
1.2.1.2. Phân loại
A. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn
- Ăn mòn hóa học là quá trình ăn mòn do tương tác hóa học giữa kim loại với
môi trường.
- Ăn mòn điện hóa là quá trình ăn mòn do tương tác điện hóa học giữa kim
loại với môi trường, phản ứng điện hóa xảy ra trên hai vùng khác nhau của bề mặt
kim loại, vùng anốt và vùng catốt. Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào điện thế điện cực
của kim loại, môi trường ăn mòn, nhiệt độ, …
B. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn
- Ăn mòn khí là ăn mòn kim loại trong khí, thường xảy ra ở nhiệt độ cao.
- Ăn mòn khí quyển là ăn mòn kim loại trong điều kiện khí quyển tự nhiên.
- Ăn mòn trong chất điện giải là ăn mòn kim loại xảy ra trong chất lỏng dẫn
điện.
- Ăn mòn trong đất.

- Ăn mòn do dòng điện ngoài ...


keNraQkq1X9RlOs

---