如果冷卻塔需要防腐，則可能需要FRP或304或更高等級（如316）的不銹鋼。與不銹鋼相比價格昂貴，玻璃鋼是耐腐蝕材料的經(jīng)濟(jì)選擇。開路蒸發(fā)冷卻塔將材料暴露在特別困難的環(huán)境中，在這些環(huán)境中，腐蝕會帶來特殊的挑戰(zhàn)。每個冷卻塔都必須承受不確定的水化學(xué)、高溫、恒定飽和度和連續(xù)自然曝氣的綜合腐蝕作用。此外，許多冷卻塔必須應(yīng)對循環(huán)水中的潛在有害物質(zhì)以及各種空氣污染物，例如硫氧化物 (SOx) 和酸雨。

只有仔細(xì)選擇材料，才能顯著延遲或防止腐蝕的有害影響。水處理的有效維護(hù)可以延長任何冷卻塔的使用壽命，但只有在尺寸和安裝方面選擇好的平臺才能提供最長的使用壽命。本報告概述了現(xiàn)代 HVAC 冷卻塔中使用的耐腐蝕材料，包括對選擇這些材料的標(biāo)準(zhǔn)的描述以及對其發(fā)展的簡要歷史回顧。這種對隨后“正常”條件的討論和定義將提供一個框架，以幫助評估塔供應(yīng)商為各種類型的安裝提供的各種材料的適用性。最后，本報告包括準(zhǔn)備材料的建議指南

冷卻塔規(guī)格部分的要求。

1.冷卻塔腐蝕的定義

為了便于討論，腐蝕被定義為化學(xué)物質(zhì)或游離元素、離子或化合物（無論是空氣傳播還是水溶液傳播）構(gòu)造的電解反應(yīng)，導(dǎo)致?lián)p失基材的重量或基材物理性能的損失。根據(jù)這個非?；\統(tǒng)的定義，鋼部件上選定的聚合物的生銹和不良化學(xué)腐蝕被認(rèn)為是腐蝕形式。有大量文獻(xiàn)描述了各種來源的腐蝕機(jī)制。因此，這里不嘗試重復(fù)那些解釋。從最一般的意義上講，每當(dāng)基材暴露于化學(xué)或電解不相容的物質(zhì)時，該濃度必須存在足夠長的時間才能使反應(yīng)開始進(jìn)行，并且反應(yīng)會在一定條件下自發(fā)發(fā)生以下條件 - 即不添加外部催化劑或外部熱源。正確的材料選擇需要仔細(xì)檢查給定冷卻塔中可能存在的特定腐蝕劑以及所考慮的冷卻塔材料的化學(xué)和物理特性。

例如，僅存在腐蝕劑（如氯離子）不足以引發(fā)嚴(yán)重腐蝕，即使是在保護(hù)不善的鋼制部件上也是如此。氯化物必須與未受保護(hù)的鋼材直接接觸，其濃度足以在可測量的鋼材降解發(fā)生之前發(fā)生。這種區(qū)別將在下面的討論中顯示“正?！鼻闆r。

2.冷卻塔材料選擇的注意事項

鍍鋅冷卻塔的一般概念大多數(shù)人都非常熟悉，也就是玻璃鋼冷卻塔。然而，這些描述僅適用于冷卻塔結(jié)構(gòu)本身的部分，而各種材料用于其他部件。讓我們回顧一下冷卻塔建造中使用的主要材料，并描述引導(dǎo)冷卻塔設(shè)計師關(guān)注材料的主要因素。

在本次討論中，假設(shè)冷卻塔具有三個不同的區(qū)域，每個區(qū)域都有自己獨特的運行環(huán)境和施加的負(fù)載。這三個領(lǐng)域是結(jié)構(gòu)、填充（傳熱介質(zhì)）和“其他”成分（例如水）分布和機(jī)械部件。

3.耐腐蝕玻璃鋼冷卻塔

暖通空調(diào)冷卻塔上常見的結(jié)構(gòu)材料項目包括鍍鋅鋼、不銹鋼和玻璃鋼（實際上是玻璃纖維增??強(qiáng)聚酯基體，在整個報告中使用“玻璃纖維”來描述復(fù)合材料-通常也稱為玻璃鋼）。

冷卻塔實際上是混合材料，在結(jié)構(gòu)的各個部分使用這些材料。例如，帶有不銹鋼集水盆的鍍鋅冷卻塔很常見。玻璃纖維外殼偶爾用于鍍鋅和不銹鋼冷卻塔。所有冷卻塔均可采用鍍鋅或鍍鋅或鍍碳鋼或各種不銹鋼合金。

在選擇合適的材料時，設(shè)計人員通常會考慮應(yīng)用載荷、腐蝕暴露類型、成本和可制造性（最終以產(chǎn)品成本的形式出現(xiàn)）。每個冷卻塔中每個部分的應(yīng)用載荷都是唯一的，因此此處將忽略它們。結(jié)構(gòu)部件的暴露程度差異很大，具體取決于部件在冷卻塔內(nèi)的位置。水流速度較高的冷卻塔部分，例如填料區(qū)和開放式熱水分配盆地，溫水浴幾乎恒定，很容易積聚令人沮喪的腐蝕產(chǎn)物。另一方面，冷水集水盆的流速極低，腐蝕劑有足夠的機(jī)會與集水盆材料發(fā)生反應(yīng)。冷卻塔在離開冷卻塔之前離開填充區(qū)的部分空氣加壓，在飽和期和相對期之間切換干燥條件。然而，集氣室中收集的水分通常是廢水中的冷凝水，不含溶解的固體。

4.比較由這些防腐材料制成的冷卻塔的成本

并不總是那么容易，因為它們的結(jié)構(gòu)性能差異很大。對于每個風(fēng)扇單元約 1500 噸及以下的冷卻塔，鍍鋅鋼具有固有的成本優(yōu)勢，因為它適用于工廠組裝的制造單元。一般來說，玻璃鋼結(jié)構(gòu)的冷卻塔比鍍鋅鋼要貴一些，而不銹鋼則更貴。木材和拉擠玻璃鋼只是接近該范圍頂部的實用材料，因為所需的現(xiàn)場工作通常非常昂貴。對于每臺風(fēng)扇超過 1,500 噸的冷卻塔，木材成為最便宜的替代品，其次是鍍鋅鋼、玻璃纖維和不銹鋼。

硬件選擇通常與建筑材料的選擇一致。假設(shè)已正確選擇和應(yīng)用涂層，涂層碳鋼在大多數(shù)情況下是最便宜和最合適的。 300 系列不銹鋼以更高的價格提供更高的耐腐蝕性，而 316 不銹鋼以更高的價格提供更高的耐腐蝕性。

5. FRP用于典型的橫流式逆流冷卻塔

橫流設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)和套筒不銹鋼，F(xiàn)RP和PVC實際上使這個冷卻塔耐腐蝕

如果循環(huán)水可能含有懸浮固體、纖維狀、油脂狀、脂肪狀或柏油狀，則應(yīng)避免使用膜填充。這些類型的異物往往會堵塞填充膜之間相對狹窄的通道，從而阻止空氣和水在填充板表面的適當(dāng)混合。 Splashtype padding 為這種不尋常類型的項目提供可接受的服務(wù)。

防腐玻璃纖維冷卻塔填料可用木材、PVC 或聚丙烯處理。同樣，PVC 通常是首選材料，除非個別安裝另有禁止。其他組件使用具有非常適合其應(yīng)用的屬性的特定材料。例如，水分配噴嘴可以是聚丙烯、ABS 或玻璃纖維尼龍。這些材料由于其優(yōu)異的性能而具有固有的耐化學(xué)性和耐腐蝕性，因此在該應(yīng)用中表現(xiàn)良好。風(fēng)扇葉片必須承受

更高的工作負(fù)載通常發(fā)生在飽和環(huán)境中 鋁合金、玻璃纖維增??強(qiáng)聚酯、玻璃纖維增??強(qiáng)環(huán)氧樹脂或玻璃纖維增??強(qiáng)乙烯基酯。惡劣的條件可能需要用不銹鋼代替一些帶涂層的碳鋼硬件和機(jī)械零件。

但是，即使在最嚴(yán)酷的條件下，“其他”組件通常也只需要很小的改動即可滿足大多數(shù)要求。

6.冷卻塔材料簡史

今天的水冷卻塔與 1920 年代和 1930 年代的技術(shù)先驅(qū)在外觀上幾乎沒有相似之處。那些

蒸發(fā)冷卻設(shè)計的原始例子大多是木結(jié)構(gòu)，通常是未經(jīng)處理的桃花心木，包含一系列黃銅或青銅噴嘴，用于將水分散到帶有木制集水盆的開放式通風(fēng)系統(tǒng)上。幾年后，為了提高傳熱效率，木材飛濺填料出現(xiàn)了。冷卻塔非常大，一般來說腐蝕要少得多。挑戰(zhàn)遠(yuǎn)非木頭腐爛。

在此處其他定義中屬于“正?！鳖悇e的應(yīng)用將使用標(biāo)準(zhǔn)的低成本材料享受較長的使用壽命。有選擇地更換耐腐蝕性優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)材料的較大部件，以獲得適合邊緣應(yīng)用的使用壽命。用不銹鋼冷鍍鋅冷卻的水和/或熱水盆塔是此類選擇的主要例子。 FRP 結(jié)構(gòu)可以承受除最具腐蝕性的條件外的所有條件，但可能無法滿足一些大城市嚴(yán)格的防火規(guī)范。不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性，但需要優(yōu)惠的價格。

大多數(shù)現(xiàn)代 HVAC 冷卻塔中的熱傳遞是在薄膜型填充表面上進(jìn)行的，這會導(dǎo)致落水形成薄膜

為熱傳遞提供最大的表面積。正確配制的 PVC 具有出色的可制造性、出色的耐腐蝕性和在一系列化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定的材料特性。對于大多數(shù)應(yīng)用，即使是那些涉及腐蝕性極強(qiáng)的水的應(yīng)用，PVC 也是首選的填充材料。

7.典型的耐腐蝕冷卻塔用PVC橫流式薄膜填料

PVC橫流式防濺填料用于可能產(chǎn)生懸浮物造成聚丙烯噴嘴的PVC分配系統(tǒng)管道堵塞的地方

到 20 世紀(jì) 40 年代后期，新興市場對水冷空氣的空調(diào)系統(tǒng)要求比舊的木制龐然大物更便宜、更標(biāo)準(zhǔn)化。這個新市場之間的決定是工廠組裝和遵守防火規(guī)范，這在許多大城市變得越來越普遍。碳鋼成為滿足這些需求的首選材料。

早期的設(shè)計者意識到腐蝕會迅速破壞冷卻塔大氣中未受保護(hù)的碳鋼。因此，他們選擇應(yīng)用犧牲涂層（通常是鍍鋅涂層）來保護(hù)底層材料。從那時起，鍍鋅鋼在業(yè)界獲得了廣泛的認(rèn)可。 “一般”下大多數(shù) HVAC 冷卻塔的首選材料條件。過去幾年，主要制造商一直在使用 G-235 軋機(jī)進(jìn)行鍍鋅。名稱 G-235 是指鍍層覆蓋率為每盎司鋼材 2.35 盎司鋅鍍層，每側(cè)總面積等于一平方英尺，標(biāo)稱鍍層厚度為 2.0 密耳 (.002")。偶爾供應(yīng)商可能 G- 90 鍍鋅，標(biāo)稱厚度仍然可用

僅為 0.8 密耳。僅比較鋅厚度，G-235 鍍鋅提供的保護(hù)是 G-90 的 2.6 倍，而用戶的最終成本幾乎沒有增加。

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不銹鋼在邏輯上被暴露為一種苛刻的材料，并且今天仍然作為適合尺寸適當(dāng)?shù)睦鋮s塔的合適材料而流行，這些冷卻塔可以承受腐蝕性大氣或潛在有害的水化學(xué)品。由玻璃纖維增??強(qiáng)聚酯配制間苯二甲酸

聚酯樹脂已成為暴露于所有類型環(huán)境的 HVAC 冷卻塔的結(jié)構(gòu)材料。FRP 設(shè)計的首要挑戰(zhàn)是保持與其他材料的生產(chǎn)保持一致的成本，同時獲得合適的橫截面特性。填充材料已經(jīng)發(fā)展通過類似類型的開發(fā)，PVC、聚丙烯和其他聚合物已在很大程度上取代了飛濺冷卻塔中的木填料條。傳熱技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致逐漸接受由一些成型材料的平行片組成的薄膜填料。

< p>早期的薄膜填充物由多種易于成型的材料制成，后來發(fā)現(xiàn)這些材料缺乏一種或多種必需的特性，使其能夠有效地長期用于 HVAC 冷卻塔。除了極少數(shù)高溫應(yīng)用（高于 120°-125°F）填充外，聚氯乙烯作為所有類型的 HVAC 項目中薄膜使用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料已獲得普遍認(rèn)可。聚丙烯、ABS 和玻璃纖維填充尼龍已經(jīng)取代了早期冷卻塔的青銅噴嘴。 PVC 和玻璃纖維管道已經(jīng)取代了冷卻塔內(nèi)的大多數(shù)鋼管。在大型冷卻塔上，玻璃纖維風(fēng)筒用于曾經(jīng)使用層壓木的地方。

這些改進(jìn)增強(qiáng)了防腐蝕保護(hù)并延長了使用壽命，同時降低了產(chǎn)品成本。

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