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1、水垢的分类 1、碳酸盐水垢：是以钙簇的碳酸盐为主要成份的水垢，包括氢氧化钙，其中CaCO3含量大于50%。 2、硫酸盐水垢：是以硫酸钙为主要成分的水垢，其中CaSO4含量大于50% 3、硅酸盐水垢：当水垢中的SiO2含量大于20%时，属于这类水垢。 4、混合水垢：这种水垢有两种组成形式，一种是钙簇的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及氧化铁等组成的混合物，难以分出哪一种是主要成分；另一种是各种水垢以夹层的形式为一体，所以也很难指出哪一种成分是主要的。附录一：水垢类别鉴别方法 水垢类别 颜 色 鉴 别 方 法碳酸盐水垢 在5盐酸溶液中，大部分可 白 CaCO3Mg（OH）2 溶解，反应生成大量气泡，反应
2、色 占50以上 结束后，溶液中不溶物很少。 硫酸盐水垢 黄 白 在盐酸溶液中很少产生气泡， CaSO4MgSO4占 色 溶解很少，加入10氯化钡溶液 或 后，生成大量的白色沉淀物（硫 50以上 白 酸钡）。 色 硅酸盐水垢 灰 在盐酸中不溶解，加热后其它 成份部份地缓慢溶解，有透明状 SiO2占20 白 砂粒沉积，而加入1氢氟酸或 氟化钠可有效溶解。 以上 色 铁垢 棕 加稀盐酸可溶解，溶液呈黄 以铁氧化合物为主， 褐 色。 杂有其它盐类 色 油垢 黑 将垢样研碎，加入乙醚后，溶含油5以上 色 液呈黄绿色。油田设备中注水系统对于油田稳定、高效的生产具有重要的意义。一般注水管线由注水泵站、注水阀
3、池、配水间、注水井等大致构成。这些部分由于周边环境的影响而有大量的积垢不断产生并带来很多的危害，因此有必要详细分析这些结垢现象的原因，从而采取有效的防护措施。 根据实际的情况看，注水井中采集到的垢样包括各种各样的无机物及以石油和沥青为主的有机物。其中的无机垢由于最为典型统称为油田垢。在油田的注水系统及管线中大量出现的油田垢，其成分大体上可以分为盐类垢、腐蚀垢及泥沙等沉积垢，其成因各不相同。 油田垢产生的最根本的原因是由于注水井的注入水组成复杂如有些油田甚至使用处理并不是很好的污水，在不同的环境中会发生各种不同的物理和化学变化，由此产生的油田垢复杂多样。这种结垢现象最为频繁也最具代表性和危害性。
4、 这类垢产生的具体原因是：一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和微溶的物质，这些物质都很容易成为积累的水垢，也就是盐类垢。由于水质的限制，通常这类垢是由碳酸盐和硫酸盐组成。典型的是碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等。这种垢的形成一般会经历成核长大的过程。先是少数垢核心在管道表面形成、附着，然后更多的其它成垢化合物在这些核心周围聚集，成为更大的垢团。随着水流的冲刷，一部分垢被冲掉，但其它的垢又在生成，最终可能阻塞管道。随着环境水温的升高，这些难溶或微溶盐的溶解度下降，就有更多的物质从水中析出，成为水垢。所以在一些井中，当温度高于60时才会出现明显的结垢趋势，温度越高，结垢的趋势越严重。 由于盐类垢
5、中以碳酸盐为主，所以注水井水中二氧化碳的含量对于成垢有很大的影响。其根源在于下面这些反应（这里仅以碳酸钙为例，其它碳酸盐与之类似）： Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2OH+HCO3-H2CO32OH-+HCO3-H2O+CO32- 当水中钙和碳酸氢根离子含量以及二氧化碳含量适宜时，上面的反应是一个平衡的反应。一旦新的注入水进入，带来过量的钙离子，或周围环境导致二氧化碳的分压降低使平衡被破坏，反应就会向右进行，导致碳酸钙水垢的大量生成。而水中溶入过多的二氧化碳，则会使反应向左进行，抑制了碳酸盐类水垢的生成。同样，注入水的pH值也会通过影响上述平衡来影响成垢趋势。当pH值小于4时，反应
6、向右进行，HCO3-会大量减少，导致反应向左进行，水垢减少；当pH值在410之间时，水中以碳酸氢根为主，这种状态很不稳定，所以有一定的成垢趋势；而当pH值大于10以后，反应明显向右进行，碳酸根离子大量出现，只要水中有合适的钙镁等离子，就会成垢，所以这种状态下为成垢的高危区。 水的流速也会明显地影响结垢的趋势。水的流动越缓和，成垢核心生长的环境越稳定。从配水器等井下设施到井筒壁再到地层，流速逐渐降低，水垢出现的几率逐渐提高，流速和流向的突然改变也会使结垢加剧。 除了上述结垢方式，还有一类垢型非常重要，这就是腐蚀导致的水垢。这种垢与前面所提的垢不同。这种水垢不是管道之外的介质部分化合沉析出来的，而
7、是由管道本身的材料转化而成的。有些腐蚀介质会将管道中的钢铁氧化，使其形成铁的氧化物、氢氧化物等。水中的溶解氧通过电化学腐蚀的方式来侵蚀管道基体，但是没有其它种类水垢的协助，这种成垢方式难以真正形成。水垢所覆盖的管道表面在电池反应中成为被腐蚀的阳极而逐渐氧化，并向管壁的内部不断侵入，这种水垢需要格外防范。一般来说，注水井的井口溶解氧的含量较高，但并不是注水井的井口才会有严重的腐蚀结垢。水中溶解的硫化氢气体、二氧化碳气体及铁细菌、硫酸还原菌等都可以借助表面水垢的掩护，在垢下腐蚀管道的基体，形成严重的垢下腐蚀产物（碳酸铁、硫化铁等），并生成新的深层水垢。 另外，注入水中夹带的固体颗粒和水中微生物排泄
8、可以形成黏泥。这些垢要么聚集在注水井的底部，要么是黏絮状的易清洗物，其存在也会对注水的效率产生影响。 综上，与注水井相关的结垢现象非常广泛，集中在注水井附近的地层、注水井底部、井筒壁、配水封隔系统、管道弯头、闸门等处。形式以表面化合盐类垢、垢下腐蚀产物和泥砂等为主。基于注水井水垢的危害是长期、严重的，防患于未然才是根本之策。在控制注入水水质的基础上对注水井的相关设备涂覆一层防垢涂层是一种行之有效的方法。北京安东奥尔工程技术有限责任公司即将推出的系列防垢涂层油套管防结垢性能优异，随着这种油套管的推广和应用将会有效降低油田垢对注水系统所带来的损害。 碳酸盐水垢主要性状和化学组成是什么 (1)碳酸盐
9、水垢的基本性状碳酸盐水垢外观为白色或灰白色.如果设备有腐蚀时,会染上腐蚀产物的颜色.氧气丰富时,腐蚀产物以三氧化二铁为主,垢呈粉红色或红色;氧气供应不足时,腐蚀产物以四氧化三铁为主,垢呈灰白色或灰褐色.碳酸盐水垢质硬而脆,附着坚牢,难以剥离刮除.自然界中碳酸盐有多种形式和成分,碳酸盐水垢也与之相对应.水垢类似于大理石,其断口呈颗粒状,较厚而且夹杂有腐蚀产物或其他杂质时,由断口处可观察到呈层状沉积的特点.碳酸盐水垢产生在设备受热和工质水有浓缩的部位,那里受热程度最强烈,那里结垢就最严重.(2)碳酸盐水垢的组成碳酸盐水垢中含80%以上碳酸钙,如果水中硅酸盐及硫酸盐含量低且设备不存在腐蚀时,碳酸钙的
10、含量可达95%左右.碳酸盐水垢中常含有少量镁盐,它以氢氧化镁形式存在.呈灰白色或粉红色的碳酸盐水垢中常含有少量二氧化硅和氧化铁.进行化学成分分析时,所测得垢中的金属氧化物及杂质含量的总量不超过60%,其原因是碳酸盐水垢含有碳酸酐(二氧化碳)和水,它们在用酸分解垢样时分别进入空气和溶液中(水),不便用化学方法测量.通常在做水垢成分分析时,把无机碳(碳酸酐)和有机碳(有机物粘泥中可燃部分)都计入灼烧减量中,化合水分和羟基也进入灼烧减量中.如果要测量碳酸酐含量,可采取酸碱滴定法或管式炉灼烧吸收法测量.典型的碳酸盐水垢灼烧减量约为41.59%,氧化钙约为52.22%.如何鉴别碳酸盐水垢 判断碳酸盐水垢
11、主要有根据物理化学性状判断和化学成分分析两种方法.进行化学成分分析可以确认垢种,但是费时较长,费用较高,因此通常根据垢的基本性状并对照各种垢的特点来鉴别垢种.物理性判断可根据碳酸盐水垢的基本形状进行观察判断.化学性状判断方法主要有以下几种.碳酸盐水垢是各种水垢中最易溶于稀酸的,常见的无机酸与有机酸均可将其溶解.在用酸溶解碳酸盐水垢时,将产生大量二氧化碳气泡,这是其主要特征.在常温的5%以下稀盐酸中,碳酸盐水垢可全部溶解.100g碳酸盐水垢溶于酸中时,可放出20余升二氧化碳气体.碳酸盐水垢的另一特点是,在850900下灼烧时,水垢质量损失近40%,这是由于二氧化碳与化合水分分解的缘故.由于二氧化
12、碳的消失,水垢变得松散,并可溶于水中,使水溶液呈碱性.碳酸钙灼烧变成氧化钙的反应如下同时,观察水垢溶解后的少量残渣及注意水垢灼烧时的气味,可了解垢中所含杂质.溶解之后的少量残渣如果为白色是硅酸盐,如果呈黑褐色是腐蚀产物.灼烧时如果嗅到焦糊气味是有机碳(碳水化合物),如果嗅到腥臭味是微生物污泥.1、水垢的种类 （一）碱土金属垢：包括以钙为主要成分的垢，如硫酸钙垢、硅酸钙垢、碳酸钙垢等，以镁为主要成分的，如氢氧化镁垢、磷酸镁垢等。 （二）铁垢：包括以铁为主要成分的垢，有氧化铁垢、磷酸盐铁垢和硅酸盐铁垢。 （三）铝垢：是以铝为主要成分的垢，如硅酸铝垢。 （四）铜垢：是以金属铜为主要成分的垢。 硫酸钙垢坚硬而致密，在低压锅炉设备上（如省煤气中），主要以半水合物或石膏的形式沉淀附着；在锅炉本体中，以无水化合物的形式沉淀附着。 硅酸钙垢主要在锅炉热负荷较大的受热面上形成，它沉淀为硅灰石，垢的硬度较大，导热性很差，能牢固地粘附在受热面上。 碳酸盐垢有着不同的特性，它既可以是坚硬的水垢，又可以是松软的水渣。当炉水进行微弱蒸发时，碳酸盐常沉淀成坚硬的结晶状水
