直饮水系统环境中铜管水垢沉积问题研究

第25卷第5期2014年10月水资源与水工程学报JournalofWaterＲesources＆WaterEngineeringVol．25No．5Oct．，2014收稿日期:2014-02-17;修回日期:2014-03-24基金项目:国家自然科学基金项目(51222106)作者简介:高书君(1989-)，男，安徽合肥人，硕士研究生，从事水环境污染与腐蚀研究。通讯作者:董超芳(1976-)，女，山西大同人，博士，教授，主要从事水环境污染与金属腐蚀与防护研究。DOI:10．11705/j．issn．1672－643X．2014．05．043直饮水系统环境中铜管水垢沉积问题研究高书君1，董超芳1，骆鸿2，肖葵1，李晓刚1(1．北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护中心，北京100083;2．河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)摘要:在直饮水系统环境中使用电化学方法在铜管表面加速沉积了一层碳酸钙水垢，结合计时电流法、扫描电子显微镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)研究了Ca2+离子浓度、表面粗糙度和沉积时间对水垢沉积速率、成核机理、形貌结构、耐蚀性能的影响。结果表明:Ca2+浓度越高，沉积速率越快，碳酸钙构型逐渐由方解石变为球文石。表面粗糙度越大，沉积时间越短且晶体的不均匀性增加，抛光处理的铜具有明显的连续成核机制。随着沉积时间的增加，表面逐渐被水垢层完全覆盖，电化学阻抗测试表明铜管的耐蚀性能先下降后上升。关键词:直饮水;铜管;水垢沉积;腐蚀中图分类号:TU821．3文献标识码:A文章编号:1672-643X(2014)05-0196-07ＲesearchonproblemofscaledepositionofCupipeinenvironmentofdirectdrinkingwatersystemGAOShujun1，DONGChaofang1，LUOHong2，XIAOKui1，LIXiaogang1(1．CorrosionandProtectionCenter，InstituteofAdvancedMaterialsandTechnology，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing100083，China;2．CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract:AlayerofcalciumcarbonateincrustationwasdepositedonCupipeacceleratedbyelectro-chemicalmethodindirectdrinkingwatersystemenvironment．Combinedwithchronoamperometry，scan-ningelectronmicroscope(SEM)andelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)，thepaperre-searchedtheeffectsofCa2+concentration，surfaceroughnessanddepositiontimeondepositionrate，nu-cleationmechanism，morphologystructureandcorrosionresistance．TheresultsshowedthatthehighertheCa2+concentration，thesoonerthedepositionrate，thestructureofcalciumcarbonateisgraduallychangedfromcalcitetovaterite．Thedepositiontimeshortenedandcrystalinhomogeneityincreasedwiththeincreaseofsurfaceroughness．ThepolishedCuhasobviousandprogressivenucleationmechanism．Thesurfaceisgraduallyallcoveredbyscalewiththeincreaseofdepositiontime．Theelectrochemicalim-pedancetestindicatedthatthecorrosionresistanceofCupipedecreasefirstandincreaselater．Keywords:directdrinkingwater;Cupipe;scaledeposition;corrosion直饮水由于具有快捷方便、健康洁净、新鲜卫生、成本低廉等优点，在我国逐渐发展