海水的腐蚀性极强。直流冷却系统主要是从耐蚀材质选用、涂层、衬里和电化学保护等措施重点解决腐蚀问题,循环冷却系统还要应用缓蚀阻垢剂全面解决腐蚀和结垢问题。

(1)材质选用 针对海水的强腐蚀性,整个海水冷却系统,包括管道、滤网、水泵、水冷器,以及冷却塔、仪器、仪表等都要选择使用耐腐蚀材质。耐海水腐蚀的材质有铸铁,海军黄铜、铝黄铜、锌黄铜、镍黄铜、特种合金钢、钛钢等。取水管道常采用特种铸铁管,有的前段用水泥管道,后段用铸铁管。冷却系统内的管道有的采用碳钢涂料或衬里管。铜合金和钛钢适合制作海水泵的零部件,常用的是磷青铜。目前海水冷却(凝)器多采用铜合金,如黄铜、铜镍合金(70/30Cu-Ni),但正逐渐被更耐海水腐蚀的新材质代替。钛钢的性能良好,很耐海水腐蚀,使用寿命长,过去由于价格贵,应用不多。近年来其成本在不断降低,又能制成薄壁,作为冷却(凝)器的换热管材使用日益增多。一般选用工业纯钛或钛钯合金,钛钯合金含钯0.1%~0.5%,如Ti-0.15Pd合金。近年选用254SMO全奥氏体不锈钢制造海水冷凝器的也增多。这种材质中加入了适量的Cr、Ni、Mo、Cu、N,使其耐蚀性、传热性能及机械性能均优于铜合金,寿命比铜合金长,成本比钛钢低,是铜合金冷凝器改造可选的材质。

(2)涂层与衬里 常用的涂料有环氧沥青漆、环氧树脂漆、富锌底漆涂料等。衬里用材有玻璃钢、耐腐橡胶、浸渍石墨板、耐酸瓷板、辉绿岩板等。

(3)电化学保护———阴极保护 在海水冷却设备和金属管道上安装牺牲阳极材料来保护阴极。根据海水的电阻率大小选择牺牲阳极的材质,如铝合金、锌合金、高硅铬铁(HSCI)等。为防止海水腐蚀钢筋,对预应力钢筋混凝土管和钢筋混凝土冷却塔也采取电化学保护措施。

(4)应用缓蚀阻垢剂 海水循环冷却系统的腐蚀、结垢和黏泥问题比淡水的循环水系统严重得多,解决起来更为复杂。所以一般运行的浓缩倍数不高,约在1.2~1.5倍,排污量不宜过低。一般控制pH<8,以减少沉积。如果冷却(凝)器材质的耐腐蚀性很高(如钛钢),可以不加缓蚀剂,但需加入合适的阻垢分散剂。对于系统中有碳钢、不锈钢或铜材时,需采用高效缓蚀剂的缓蚀阻垢配方。国内外研究及应用的配方中,效果较好的如:

①钼酸盐、有机磷、唑类和锌盐的复合配方,缓蚀率可达97%以上。

②钼酸钠和硅酸钠复配,比例1∶4。当复配的药剂中钼酸钠100mg/L、硅酸钠400mg/L,加入量为200mg/L时,缓蚀率达96%以上。有时加入ZnCl2,效果更好。

③钼酸钠、多元醇磷酸酯和磷酸二氢锌复配,加入量200mg/L,缓蚀率达98%。

④钨酸盐、HEDP、葡萄糖酸钠、木质素磺酸盐及锌盐复配,加入量200mg/L,缓蚀率97%以上。

海水循环冷却系统也应加杀生剂控制微生物,方法与淡水的循环冷却系统相同。