準確判斷水質的腐蝕或結垢傾向應該根據各種試驗結果。在試驗之前往往先根據水質及某些運行條件進行計算,做出對結垢或腐蝕傾向的初步判斷,以便考慮試驗方案。目前的計算方法都是根據水中某種鹽類的溶解平衡關系提出的,就是說水中某種鹽類達到能夠析出的數量,即有結水垢的傾向。如果該鹽類在水中能全部溶解,則在金屬表面上沒有水垢作保護層,即有腐蝕傾向。循環冷卻水中最易成垢的是碳酸鈣,如使用磷系配方的常有磷酸鈣垢,某些水質還可能產生硫酸鈣、硅酸鎂等水垢,故常以這幾種鹽類分別判斷結垢或腐蝕傾向。
(1)以碳酸鹽為主的結垢趨勢
1.朗格利爾(Langelier)飽和指數(IS)法;
2.賴茲納(Ryznar)穩定指數(S或RSI)法;
3.極限碳酸鹽硬度判斷法;
4.臨界pH值(pHC)結垢指數法;
5.帕科拉茲(Puckorius)結垢指數(PSI)法;
6.經驗飽和指數法。
經驗飽和指數法修正了朗格利爾法的判斷指標,即
IS(經驗)=pH-pHS
式中 IS(經驗)———經驗飽和指數;
pH———水的實際pH值;
pHS———水的飽和pH值。
若飽和指數IS(經驗)處于0.5~2.5范圍內,即該水質不會腐蝕也不結垢;
若飽和指數IS(經驗)<0.5,則將會產生腐蝕;
若飽和指數IS(經驗)>2.5,則將會產生結垢。
(2)磷酸鈣垢的判斷
根據磷酸鈣在水中溶解和離解的平衡關系,推導出正磷酸根(PO3-4)、鈣離子和pH值的計算關系式,以此來判斷磷酸鈣的結垢趨勢。
(3)硫酸鈣結垢傾向的判斷
一般資料認為,循環水中Ca2+、SO2-4離子含量(mg/L)的乘積大于5×105時,可能產生硫酸鈣垢。當使用阻垢劑時,二者的乘積應小于7.5×105。
(4)硅酸鎂結垢傾向的判斷
為避免硅酸鹽水垢,SiO2不宜超過175mg/L。當鎂含量大于40mg/L時,一般應控制Mg2+與SiO2的乘積<15000,Mg2+以CaCO3計,單位mg/L。有的資料認為二者乘積應<35000。
以上計算方法均有一定的參考價值,也均有其不同程度的局限性,因為以上算法都是以單一鹽類來考慮的,實際上水中離子錯綜復雜、互有影響,并非單一鹽。另外,在計算中無法考慮微生物對腐蝕和結垢的影響,但作為初步判斷還是可用的,可以在使用中結合考慮其他因素適當修正。應注意的是:以上計算是針對未加藥系統的,但系統加入水處理劑之后,使水質的腐蝕或結垢傾向改善,上述方法對加藥系統只能作參考。