熱交換器非晶防垢鍍層及防垢機(jī)理研究

本項(xiàng)目研究了三元Ni-Cu-P鍍層、三元Ni-W-P鍍層，Ni-Cu-P-PTFE鍍層的抗垢性能，分別得到下面的研究結(jié)論。 三元Ni-Cu-P鍍層中銅元素的含量隨硫酸銅濃度的增加而依次增加，同時(shí)，三元Ni-Cu-P鍍層的沉積速度依次增加，鍍層熱穩(wěn)定性呈現(xiàn)出近似線性的提高，而三元Ni-Cu-P鍍層的晶態(tài)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為非晶態(tài)的饅頭狀衍射峰，隨三元Ni-Cu-P鍍層中銅元素的含量隨之增加，鍍層的X射線衍射圖譜中掃描強(qiáng)度峰的高度依次有所增加，呈現(xiàn)出晶體化的趨勢。過多的銅元素不但不能繼續(xù)細(xì)化三元Ni-Cu-P鍍層的結(jié)構(gòu)組織，反而會使鍍層的結(jié)構(gòu)組織變得粗大，從而造成三元Ni-Cu-P鍍層的顯微硬度下降。與未經(jīng)表面處理的不銹鋼換熱表面相比，不銹鋼表面的污垢沉積速度遠(yuǎn)高于經(jīng)過三元Ni-Cu-P鍍層表面改性后污垢的沉積速度。在耐蝕性方面，三元Ni-Cu-P鍍層合金在5%硫酸溶液中，三元Ni-Cu-P鍍層在硫酸溶液中的耐腐蝕性能決定于鍍層中磷的含量，而對于三元Ni-Cu-P鍍層在3.5%氯化鈉水溶液中的腐蝕速度與鍍層的銅含量呈相反的趨勢。三元Ni-W-P鍍層隨著鍍液中鎢酸鈉濃度的增加，鍍層表面更加平整致密；鎢元素含量增加，磷元素含量減少，鍍層沉積速度呈減小的趨勢。 三元Ni-W-P鍍層中鎢元素具有細(xì)化晶粒的作用，提高鎢元素含量，能夠改善鍍層的粗糙度及摩擦磨損性能，并提高了鍍層的硬度及結(jié)合強(qiáng)度，但并非鎢元素含量越高，鍍層彈性模量就越高。隨著三元Ni-W-P鍍層中鎢元素含量的增加，三元Ni-W-P鍍層中納米晶相含量增加，其熱穩(wěn)定也得到顯著改善，同時(shí)，鍍層晶粒轉(zhuǎn)變的激活能隨著鎢元素含量的增加而呈增大趨勢。三元Ni-W-P鍍層中鎢元素含量越低，其表面自由能值越低，抗垢能力也越強(qiáng)。同時(shí)，鎢元素含量不同三元Ni-W-P鍍層的抗垢性能均優(yōu)于低碳鋼。 PTFE粒子的加入幾乎沒有改變Ni-Cu-P-PTFE鍍層的組織，隨著鍍層中PTFE粒子含量的增加，Ni-Cu-P-PTFE鍍層的硬度降低，表面自由能降低。在抗垢性能方面，與換熱器低碳鋼表面相比，Ni-Cu-P-PTFE鍍層表面抑制了污垢的黏附，污垢的增加速度隨著PTFE含量的增大而降低，理論上，更光滑的換熱表面不能提高鍍層的抗垢效果。 2100433B

本項(xiàng)目以換熱表面廣泛存在的污垢為研究背景，以采用表面改性處理換熱表面使其具備抗垢性能以及強(qiáng)化傳熱性能為研究目標(biāo)，采用化學(xué)鍍的方法，在Ni-P鍍層中引入過渡元素X(如Cu, Mo, W, Co, Sn, Cr等)制備2-3種含不同X元素的三元Ni-P-X鍍層，揭示不同X元素加入對鍍層非晶形成能力以及熱穩(wěn)定性的影響規(guī)律，以期獲得更為穩(wěn)定的鍍層。同時(shí)，搭建典型污垢沉積試驗(yàn)裝置，測定污垢的沉積量，建立三元Ni-P-X改性換熱表面污垢沉積量的模型；結(jié)合三元Ni-P-X鍍層表面自由能及污垢與基體界面的研究，分析三元Ni-P-X鍍層表面污垢的形成及粘附機(jī)理。最后，測定三元Ni-P-X鍍層換熱元件的傳熱特性，探明三元Ni-P-X鍍層表面強(qiáng)化傳熱的機(jī)理。本項(xiàng)目旨在揭示三元Ni-P-X鍍層在抗垢性能、熱穩(wěn)定性能以及強(qiáng)化傳熱性能方面的規(guī)律，為三元Ni-P-X鍍層在熱交換器防垢以及強(qiáng)化傳熱方面的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

mifso-621防垢劑是由堿性物質(zhì)和有機(jī)物無機(jī)物復(fù)配而成。防垢劑中的3減性物質(zhì)使鍋爐水中的鈣、鎂鹽類形成水渣，水渣通過排污除掉。這樣就除去了鈣、鎂離子，使之形不成堅(jiān)硬的水垢。防垢劑中的有機(jī)物，會增加水渣的流動性，使之容易排出，同時(shí)有機(jī)物還會在金屬表面形成阻止層，阻止金屬表面形成水垢。這一系列的化學(xué)和物理作用，就防止了水垢的形成。

防垢劑是加入運(yùn)行中的鍋爐水里，在長時(shí)間的運(yùn)行中，也會和老水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使老水垢從鍋爐上脫落下來，從這個(gè)意義上它又起到了除垢的作用。尤其是某些硫酸鹽、硅酸鹽水垢嚴(yán)重的鍋爐，使用防垢劑的用戶反映效果明顯。

mifso-622防垢劑是由堿性物質(zhì)和有機(jī)物無機(jī)物復(fù)配而成。防垢劑中的3減性物質(zhì)使鍋爐水中的鈣、鎂鹽類形成水渣，水渣通過排污除掉。這樣就除去了鈣、鎂離子，使之 形不成堅(jiān)硬的水垢。防垢劑中的有機(jī)物，會增加水渣的流動性，使之容易排出，同時(shí)有機(jī)物還會在金屬表面形成阻止層，阻止金屬表面形成水垢。這一系列的化學(xué)和 物理作用，就防止了水垢的形成。

防垢劑是加入運(yùn)行中的鍋爐水里，在長時(shí)間的運(yùn)行中，也會和老水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使老水垢從鍋爐上脫落下來，從這個(gè)意義上它又起到了除垢的作用。尤其是某些硫酸鹽、硅酸鹽水垢嚴(yán)重的鍋爐，使用防垢劑的用戶反映效果明顯。

當(dāng)水流通過該裝置過程時(shí)，通過該裝置緩釋內(nèi)芯料，能夠有效抑制水中碳酸氫鈣、碳酸氫鎂在加熱過程，形成碳酸鈣、碳酸鎂等固體物質(zhì)，也就是我們平時(shí)所說的水垢，從而達(dá)到預(yù)防產(chǎn)生水垢的目的。

防垢器按其用途可分為防水垢、防蠟垢、防油垢。

按工作原理可分為：銅基觸媒防垢器、永磁防垢器、電磁防垢器、電子除垢儀、鈉離子樹脂軟水機(jī)、化學(xué)除垢器。

按去垢程度可分為：RO去垢與NF去垢。

其中用的比較廣泛的是銅基觸媒防垢器和永磁防垢器。