在碳钢系统中基本上采用磷系预膜,特别是磷-锌复合预膜剂应用最广。磷、锌在金属表面上所形成的是沉淀膜。除了金属表面的清洁程度影响预膜的效果之外,以下因素都影响预膜的效果。
(1)钙离子含量 聚磷酸盐形成沉淀膜时需要钙、铁等二价离子存在,故预膜时要求水中有足够的钙离子。一般在水中钙离子含量为250~500mg/L(以CaCO3计)时预膜效果较好。预膜剂中加锌可弥补钙离子之不足。锌离子成膜快,但不牢固,不能代替钙离子。实践证明,不管预膜剂中是否含锌,水中钙离子含量都不得低于125mg/L(以CaCO3计)。钙离子不足时,应在水中加氯化钙或次氯酸钙。
(2)预膜剂浓度 预膜剂浓度高则成膜速度快、质量好。浓度降低时,预膜时间需相对延长。使用磷-锌复合预膜剂时,新系统首次开车的用量一般为400~800mg/L。常用量是800mg/L,其中六聚偏磷酸钠为640mg/L,一水硫酸锌为160mg/L,即锌离子含量为58mg/L。经使用证明,预膜效果好、时间短。因旧设备的金属表面已有一定钝化,故有的在停车检修后预膜时的复合预膜剂用量可为200~300mg/L。在上述预膜剂浓度下,一般预膜时间为12~48H。
(3)pH值 pH值过高可能产生磷酸盐或锌盐沉积,影响膜的致密性及其与金属的结合力。рН值过低使膜因增溶而被破坏,造成金属腐蚀。最佳的预膜pH值范围是5~7。一般常选择5.5~6.5或6.0~7.0。
(4)预膜温度及预膜时间 水温高成膜速度快,预膜时间短。最佳预膜温度为50~60℃,预膜时间只要4~8H,膜的质量也较好。但系统要达到此温度是不现实的,只能采用常温预膜。系统初开车时水温低,且受季节限制,故只能根据当时的水温适当延长预膜时间。例如,有的根据试验确定,水温大于20℃时,预膜时间为24~36H;水温10~20℃时,48H。当然,还要根据预膜剂类型、用量及其他条件确定预膜时间。预膜时间也不宜过长。
(5)流速 水流处于湍流状态时,可加快预膜剂的扩散速度,有利于电沉积过程,因此有利于成膜,使成膜快、质量好。故预膜时水流速不宜过低,流速加大也可以防止污垢沉积。但流速过大会起冲刷作用。故要求水流速在0.5~3.0m/s范围内,最好>1.0m/s。
(6)浑浊度和铁离子 这类物质易沉积,使生成的膜松散,抗腐蚀性能差。故要求水的浑浊度≤10NTU,总铁含量应≤0.5mg/L。