目前，在各种冷冻剂、防冻剂中，工业氯化钙水溶液以其冰点低、对环境无污染、不易燃、价格低廉等优势，广泛应用于各类冷冻机和需要降低冰点的设备及场合，但工业氯化钙水溶液腐蚀性较强。下文介绍了冷冻盐水的特点、腐蚀机理、表现的主要腐蚀形态，及其防腐蚀措施。 1.1 冷冻水的特点
与一般的循环冷却水相比有以下几个特点：
⑴浓缩倍数基本保持不变。密闭式冷冻水系统在循环过程中，由于不与空气接触，没有蒸发，所以水量基本上没有损失。部分敞开式冷冻水系统仅是冷水池敞口部分暴露于空气之中，与空气之间的交换量很少，可以忽略不计，故在循环过程中几乎没有水量损失。但在冬季或干燥地区，由于对空气起增湿作用冷冻水有一定的浓缩。
⑵水温比较低。
⑶水处理药剂一次性投入，为了保证药剂的有效性，在指定的周期内排污换药。⑷冷冻水对设备的危害主要是腐蚀，常因腐蚀原因出现红水现象。
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淤泥固化剂⑸贮水量一般少于循环水系统贮水量。
1.2 腐蚀机理
金属腐蚀就其本质而言，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是由于金属与介质直接发生化学反应。电化学腐蚀是由于金属接触电解质溶液，存在构成通路的不同电极电位，发生的原电池反应。引起金属电化学腐蚀的原电池可分为宏电池和微电池。宏电池是不同电位的金属相互连接，在金属表面形成水膜或接触电解质溶液是形成的。金属平衡组织中各相电位不同，或保护膜与金属基体电位不同形成微电池。
冷冻盐水系统中金属设备的腐蚀以电化学腐蚀为主，也存在化学腐蚀。
在冷冻盐水系统中，在CaCl2溶液的强电解质作用下，阀门、管道、设备材质不同就构成了腐蚀宏电池。系统中有不锈钢设备、铸铁阀门、碳钢管道时，碳钢管道因电位低处于阳极被首先腐蚀溶解。
腐蚀微电池有两类。一类是金属本身平衡组织中，铁素体与碳素体的相间电位不同，铁素体因电位低处于阳极被腐蚀溶解；另一类是由于金属在机械磨损、拉伸应力开裂或金属疲劳等情况下，表面保护膜可局部破裂，基体电位低于保护膜电位，两者构成大阴极小阳极微电池，金属基体溶解，呈现裂缝和蚀孔。
不管是宏电池还是微电池造成的腐蚀，腐蚀反应的过程可表示为：
阳极反应：Fe→Fe2+＋2e
阴极反应：1/2O2＋H2O＋2e→2OH-
在水中：Fe2+＋2OH-→Fe(OH)2 Fe(OH)2＋1/2H2O＋1/4O2→Fe(OH)3
氢氧化亚铁极易氧化成红棕的铁锈，这是冷冻水出现红水的主要原因。
随着腐蚀过程的发生，在换热设备和盐水管线的局部滞留区，传质变得困难，外界的氧气不能传入，而滞留区内的氧很快被消耗形成贫氧区，此处的阴极氧还原反应受抑制，阳极反应产物Fe2+则难以扩散出去，在滞留区内大量积聚，与盐水中的Cl-离子结合形成高浓度
的FeCl2溶液，水解后该区域内pH下降，成为酸化区，导致化学腐蚀速度加快。其反应式为：
Fe2+ ＋ 2Cl- → FeCl2
FeCl2 ＋ 2H2O → Fe(OH)2金属探测器隐藏 ＋ 2HCl
2HCl ＋ Fe → FeCl2 ＋ H2
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CaCl2冷冻盐水溶液为呈中性偏碱性，如果系统中泄漏酸性介质，或投加的酸性缓蚀剂（如磷锌类）影响到冷冻盐水溶液本身的pH，将会加速化学腐蚀。 CaCl2盐水又是钢铁应力腐蚀介质，设备、管道焊接、安装时往往有拉伸应力形成，应力腐蚀极易发生。应力腐蚀时形成的大阴极小阳极微电池，保护膜和镀层部位腐蚀电流密度大，会加速金属开裂或穿透。
1.3 主要腐蚀形态
1.3.1 碳钢管道或设备夹套均匀腐蚀，逐渐减薄
此种腐蚀比较缓慢，持续多年才可见其危害。主要由于设备和管道本身材质不均匀性引起的微电池腐蚀，分布较广，腐蚀最终使系统设备管道使用寿命缩短，最后只能系统更新。
1.3.2 管道点蚀泄漏
管道点蚀是电化学腐蚀和化学腐蚀共同作用的结果，主要由高浓度的Cl-引起。
1.3.3 碳钢管道焊缝腐蚀穿孔
焊缝是冷冻盐水系统中主要腐蚀部位，腐蚀穿孔发生的频率最高。其原因有：
（1）焊接时形成的残余拉伸应力，管道安装时形成的拉伸和弯曲应力，在应力腐蚀介质CaCl2溶液作用下，于焊缝处形成应力腐蚀。在法兰连接处应力集中，焊缝穿孔情况较多。
（2）焊接前焊缝没有彻底清理干净，焊缝基体与药皮分别构成原电池的阳极和阴极，形成腐蚀微电池。
（3）焊缝穿孔二次补焊时，使一次焊缝局部过热，内部组织发生变化，金属晶粒增大，碳素体发生偏析，加剧晶间腐蚀。因此，经焊缝补漏的盐水管在使用不久后又会重新穿孔。
（4）系统设备、阀门、管道选材不同，不锈钢设备及铸铁设备的使用，形成了腐蚀宏电池，加剧了碳钢管道中的焊缝腐蚀。因此，在与不锈钢设备及铸铁设备连接的法兰附近焊缝腐蚀穿孔较多。
（5）系统停车频繁，停车期间盐水温度升高，也是加速腐蚀的一个原因。
餐具包装1.4 主要防腐措施
根据冷冻盐水系统腐蚀的特点，可以采取以下防腐措施：
（1）提高焊接质量、避免焊缝二次补焊，加强盐水水箱密封，减少非计划停车。
（2）对冷冻盐水进行机械过滤，减少杂质含量。
（3）选用电极电位更低的牺牲阳极对系统进行阴极保护。
（4）投加适合系统特点的缓蚀剂。
投加冷冻盐水缓蚀剂是最经济、最方便、最有效的防腐蚀方法。
2、冷冻盐水缓蚀试验
2.1 药剂的选择
根据冷冻盐水系统特点，为开发耐氯性能优良的冷冻盐水缓蚀剂，我们分别对铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、锌盐、硼酸盐等无机缓蚀剂，有机膦酸盐及无磷水处理缓蚀剂，有机酸、硫脲、硫醇、咪唑啉、有机胺等有机缓蚀剂药剂，7019、WS-1等工艺缓蚀剂，lan-826等酸洗缓蚀剂近百种药剂进行对比实验。
在筛选过程中发现，任何一种药剂单一在盐水系统中使用，不仅投加量很大，而且缓蚀效果不理想。如果两种或多种具有不同缓蚀效果和机理的药剂复合使用，则可以大大提高缓蚀率，降低投加量。从试验结果看出，磷系、硅系、钼系三类复配药剂在缓蚀方面均取得了良好的效果，挂片腐蚀率远远低于国家标准。硅系复配药剂虽然效果好、价格便宜，但因易生成硅垢且不易去除，使用时慎重。钼系复配药剂缓蚀效果好，且冷冻水中药量损失不大，经济上可以接受。磷系与钼系药剂相比，钼系主要以吸附膜、沉淀膜原理缓蚀，其效果可以使碳钢腐蚀率小到几乎测不出来，其缺点就是用量较大，复配药剂用量大于2000ppm，成本较高；而磷系药剂主要加入除氧剂等多种形式进行缓蚀，用量较小，一般
为500ppm左右，成本低些，但效果不如钼系配方。
本公司经过对上述众多药剂的复配筛选，开发出一种新型的低钼CaCl2冷冻盐水缓蚀剂HFS-305。用量为200～500ppm，碳钢腐蚀率几乎为零，其阻垢缓蚀效果优秀，专门适用于冷冻盐水密闭系统。
3.2 冷冻盐水缓蚀剂HFS-305特性
该缓蚀剂主要由钼酸钠等阳极钝化型缓蚀剂、有机胺类吸附型缓蚀剂、专利产品WLH-2无磷缓蚀剂和其它助剂复配而成，是一种中性介质的高效缓蚀剂，对碳钢、铜、铝等金属有良好的缓蚀剂性能，能耐高浓度氯离子的腐蚀，pH适用范围宽，不含亚硝酸钠等环境污染物质，是一种绿环保型产品。
3.3 性能测试结果
配制28%的CaCl2·2H2O水溶液，参照化工行业标准HG/T2159-91，在常温下，以A3钢为试验材质，对HFS-302冷冻盐水缓蚀剂进行缓蚀性能的测定，结果见表。
超宽带天线
表 HFS-305冷冻盐水缓蚀剂性能测试
药剂浓度 /mg·L-1 | 0 | 200 | 400 | 600 | 1000 | 2000 |
腐蚀速率 /mm·a-1 | 0.4556 | 0.1277 | 0.0785 | 0.0732 | 0.0322 | 0.0115 |
缓蚀率 /％ | / | 72.0 | 82.8 | 83.9 | 92.9 | 97.5 |
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常用的铬酸盐缓蚀剂是铬酸钠、铬酸钾和或重铬酸钾。这种缓蚀剂是阳极型或氧化膜型缓蚀剂，起缓蚀作用的是阴离子。当它加入到水中，可产生下列反应
所形成的两种水合氧化物，随后脱水生成 Cr2O3和 Fe2O3的混合物，在阳极上形成钝化膜，阻滞了阳极过程的进行，铬酸盐形成的钝化膜中含10%的Cr2O3和90%r-Fe2O3。
铬酸盐是阳极缓蚀剂，在相当高的剂量时，是一种很有效的钝化缓蚀剂，但在低剂量使用时，则有坑蚀的危险，故一般单独使用铬酸盐时，剂量都 在150mg/l以上。若与其他药剂如六偏磷酸钠、锌盐等配伍，其剂量便可大大降低。
铬酸盐使用的范围较广，在碱性水中成膜效果最好，故一般推荐PH值范围为7.5---9.5。
使用铬酸盐最主要的问题是排污水对自然环境引起的污染。因为铬和其他重金属一样，对许多水生物和人体有毒性，现车际上许多国家规定，排放水中 Cr6+离子的含量不昨超过0.05 mg/l，这是一般的污水处理方法所不易达到的标准。因此，猛醒盐作为缓蚀剂，虽然有着缓蚀效果好和不易滋生菌藻的优点，但由于排水的污染问题，故目前尚未在国内推广使用。
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