注塑循環水系統安裝軟水設備后依舊出現金屬銹蝕,其核心矛盾在于軟水設備的功能邊界與系統腐蝕防護需求不匹配。該設備僅針對水的硬度(鈣鎂離子)問題,解決管道和設備內的結垢隱患,卻無法干預金屬電化學腐蝕的發生機制。更需注意的是,經過軟化處理的水,在特定工況下反而可能提升對金屬管道的腐蝕活性。
一、軟水設備的功能局限與腐蝕機制的獨立性
軟水設備的核心工作原理是借助離子交換樹脂,將原水中的鈣(Ca2?)、鎂(Mg2?)等致垢離子,置換為不易形成沉淀的鈉離子(Na?)。這一過程僅能切斷水垢(如碳酸鈣、碳酸鎂)的生成路徑,避免換熱效率下降和管道堵塞,但無法對循環水系統的腐蝕環境產生任何改善。
金屬銹蝕的本質是電化學腐蝕反應,其發生與水的硬度屬于完全獨立的化學過程,主要依賴四個關鍵要素的協同作用,而這些要素均不受軟水設備影響:
腐蝕陽極:系統中的碳鋼管道或設備本體作為陽極,其表面的鐵原子會發生氧化反應,生成可溶于水的亞鐵離子(Fe2?),導致金屬基體被逐步 “侵蝕”。
腐蝕陰極:管道內的雜質顆粒、焊接接頭的焊縫區域,或不同金屬材質的連接部位,會成為腐蝕反應的陰極,為電子轉移提供接收端。
導電介質:循環水本身就是天然的電解質溶液,即便經過軟化處理,水中殘留的鈉離子、氯離子等仍能維持良好的導電性,為陽極與陰極之間的電子傳遞搭建通路。
氧化劑(氧氣):循環水在冷卻塔等敞口設備中與空氣充分接觸,會溶解大量氧氣。這些氧氣在陰極表面獲得電子,與水中的亞鐵離子進一步反應,最終生成紅褐色的鐵銹(Fe?O??nH?O),完成腐蝕過程的閉環。
二、軟化水可能加劇腐蝕的兩類典型場景
在部分工況下,去除了鈣鎂離子的軟化水,其腐蝕特性可能比未處理的硬水更突出,主要源于以下兩種情況:
“天然保護層” 的消失:硬水中的鈣鎂離子在金屬表面會緩慢形成一層薄薄的碳酸鹽沉積層。雖然這層沉積層屬于水垢,會影響換熱效率,但在一定程度上也能隔絕水和氧氣與金屬基體的直接接觸,起到微弱的 “物理防護” 作用。軟化水去除了鈣鎂離子,導致金屬表面完全暴露在活性腐蝕環境中,失去了這層臨時的 “天然屏障”。
氯離子的 “協同腐蝕” 效應:若原水(如部分地區的自來水、地下水)中氯離子(Cl?)含量較高,軟水設備無法對其進行去除。軟化水所含的高濃度鈉離子會進一步增強水體的導電性,而氯離子具有極強的穿透性,能夠輕易破壞金屬表面可能形成的氧化保護膜,引發局部的點蝕或縫隙腐蝕,這類腐蝕的危害往往比全面腐蝕更為隱蔽和嚴重。