Коррозия пластин теплообменников: блуждающие токи.

КІРІСПЕ

Коррозия(көне лат. corrosіo – жемірілу, лат. corrodo – кеміремін), 1)металл Коррозиясы – металдардың сыртқы (коррозиялық) ортамен химиялық немесе электрхимиялық реакцияға түсуі салдарынан олардың бүліну процесі. Коррозия салдарынан металл бірте-бірте желініп өзінің бастапқы қасиетін жоғалтып, бұзылады. Металдардағы коррозияны болдырмау мақсатында металл құрамына коррозияға ұшырамайтын құраушылар енгізіледі (осындай әдіспен тоттанбайтын болаттар алынады): металл бетін бояу, лактау, оған эмаль жалату, сақтандырғыш май жағу;

металл бұйымды ырыштау, никельдеу,кадмийлеу, хромдау, күміс және алтынмен аптау арқылы коррозияға қарсы қорғаныс жасау әдісін қолдану; 2) бетон және темір-бетон коррозиясы – сыртқы жебір ортаның әсерінен бетонның және темір-бетонның босап бұзылуы (мүжілуі, жемірілуі). Су және су ерітінділері бетон арқылы өткенде, бетон құраушылары мен арматуралар өзара әсерлесуінен, бетон мен темір-бетон Коррозияға ұшырайды. Қорғану тәсілі: Коррозияға төзімді материалдар (цементтер, толтырғыштар), тығыздығы жоғары бетон қолдану, бетонның төзімділігін, су өткізбейтін құрамын, арматуралардың қорғаныс қабатының қалыңдығын арттыру, сыртын сырлап немесе үлпек (пленка) жапсырып бетонның сіңіргіштік қабілетін әлсірету, т.б.

 Адамдар темірдің таттануын жиі кездестіреді, жемірілгентемірдің

2Fe⁰ + 2Н₂О + О₂ = 2Ғе(ОН)₂

Жалпы алғанда, металдардың және олардың құймаларының қоршаған орта әсерінен жемірілуге ұшырауын химиялық және электрохимиялық деп екіге бөледі. Бүкіл әлемде адамның белсенді іс-әрекетінің нәтижесінде қоршаған ортаның ластануы шекті деңгейге жетіп отыр. Осыған орай, металдар мен құймалардың жемірілуі де күшейіп келеді.

Жылуалмастырғыш ( Теплообменник ) — қыздырылған дененің, заттың жылуын басқа денеге, затқа беруші жабдық.

Жылуалмастырғыш аппарат – жылуды температурасы жоғарырақ ортадан (қыздырушы жылу – жылу тасымалдағыш) температурасы төменірек ортаға (қыздырылатын дене) беруге арналған аппарат. Ж. рекуператорлар, регенераторлар және араластырғыштар болып бөлінеді. Рекуперативті Ж-тарда (рекуператорларда) жылу қыздырылған денеден қыздырылатын денеге оларды бөліп тұрған қабырға (бу қазандары, ауа және су қыздырғыштар, конденсаторлар, т.б.) арқылы беріледі. Рекуператорларда әдетте, пештен немесе қазандық агрегатынан шығатын жану өнімдерінің, т.б. жылуы пайдаланылады. Рекуператорлар тура ағысты, қарсы ағысты және қиылысқан ағысты, жылу алмасу беттері жазық немесе цилиндр тәрізді (тегіс не қабырғалы) түрлерге ажыратылады. Регенеративті Ж-тарда (регенераторларда) аппараттың қыздыру беті кезегімен бірде суық (қыздырылатын), бірде ыстық (қыздырушы) жылу тасымалдағышпен (мартен және шыны балқыту пештерінің регенераторлары, домна пештері мен қазандардың регенеративтік ауа қыздырғыштары) жанасады. Ыстық жылу тасымалдағышпен жанасуы кезінде регенератордың қабырғалары қызады, ал суығымен жанасқанда салқындай отырып, оны қыздырады. Регенераторларда қыздыру үшін, әдетте, сыртқа шығарылатын газ тәрізді жану өнімдерінің жылуы пайдаланылады. Араластырушы Ж. аппараттарда жылу қыздырушы және қыздырылатын заттардың араласуы барысында беріледі (мұнаралы салқындатқыштар – градирнялар, т.б).

Мұнайды дайындау қондырғыларында – термохимиялық қондырғыларда мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру барысында жылуалмастырғыштардың екі түрі қолданылады: қабатталған құбыршалы (1.  а – сурет) және «құбырдағы құбыр» (1. б – сурет). Бұларды ыстық жылу тасығыштан суығына қарай жылу беру процесі жүреді. Жылуалмастырғыштарда қабырға арқылы жылу беру үш жолмен жүруі мүмкін:

- жылу беру

- конвекция

- сәуле шығару

Жылу өткізгіштік – салыстырмалы түрде қозғалыс болмай, зат бөлшектерінің өзара жанасуы кезінде болатын тербелмелі қозғалыс әсерінен болатын жылудың таралу процесі, яғни бұо процесс тек қана металдарда жүреді.

Конвекция - бір-біріне қатысты қозғалатын сұйық және газ тәрізді зат бөлшектерінің кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне жылу тасу процесі. Еріксіз конвекция ортаның орын ауыстыруы арқылы (мұнайды сораппен), ал ерікті конвекция ортаның суық және қыздырылған бөліктерінің тығыздықтарының айырмашылығы әсерінен жүреді.

Сәуле шығару немесе жылуалмастырғыштық сәулелену – дене молекулаларының қозғалыс энергиясы сәулелену энергиясына айналуынан болған электромагниттік тербелістердің әсерінен жылудың таралу процесі. Бұл кезде сәулелену энергиясының бір бөлігі дене бетінен шағылып, бір бөлігі осы денемен жұтылады және бір бөлігі осы дене арқылы өтіп кетеді.

Жылуалмастырғыш аппараттарда бір денеден екіншісіне жылу беру екі тәсілмен жүреді – жылу өткізгіштік және конвекция. Әдетте бұл тәсілдер қатар жүреді. Жылуды қабырға арқылы беру кезінде ыстық жылу тасығыштан қабырғаға және қабырғадан суық жылу тасығышқа жылу конвекциясымен, ал қабырға арқылы – жылуөткізгіштікпен беріледі.

Алда, біз жалпы коррозия жайлы, жылуалмастырғыштардың және жылуалмасу агрегаттарының коррозиясының пайда себептерін тереңірек қарастырамыз. Жылуалмастырғыштардың коррозияға ұшырауы оның жарамдылық уақытына әсер ететін басты факторлардың бірі болып келеді.

    Шламды коррозиясы, көбінесе, жылуалмастырғыштың пластиналарының астында пайда болуда. Бұл коррозия питтинг коррозиясы пайда болатын шарттарда пайда болады және 30-80°С төмен температурада ұлғаяды.

Жылуалмастырғыштың пластиналарының құруы (разрушения) аппаратты дұрыс емес жинаған кезде пайда болуы мүмкін.

Коррозия процесінің көптеген классификациясы бар: кезде

- коррозияның пайда болу ортасына байланысты;

Құрамында неопрен мен хлоропені бар монтаждау кезінде тығыздауға арналған желім, біраз уақыт өткен соң коррозия тудыруышы хлорлы ионы бар заттар шығаруы мүмкін.

Құрамында хлоропені бар флюорорезинаның әсерінен титан корррозияға ұшырайды.

- коррозия процесінің даму шарттары бойынша

- металдың бұзылу сипаты бойынша

Осы жағдайда металл жарылу сипаты бойынша құрыған.

Химическая коррозия протекает без возникновения электролитических процессов на границе фаз, то есть, примером химической коррозии может быть:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 - ржавление железа в сухом воздухе.

Химиялық коррозия

В то же время, ржавление железа во влажном воздухе или же коррозия металла при взаимодействии с водой (та самая коррозия теплообменников и их пластин, о которой мы и хотим поговорить) происходит под воздействием электролитических процессов, протекающих в коррозионно-активной среде:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4FeO(OH)•H2O – ржавление, коррозия металла во влажной атмосфере, или в воде.

В данном случае, если мы говорим о коррозии теплообменников, речь идет, фактически, о коррозии пластин теплообменника. Вода в ходе коррозионных процессов выступает электролитом. Необходимо помнить, что скорость коррозии пластин теплообменника существенно увеличивается, если в воде растворены различные электролиты, или через пластины проходят так называемые «блуждающие токи», образующиеся при проведении сварочных работ и пр.
Хлориды и хлорид-ионы, содержащиеся в воде, с которой работает теплообменник, особенно сильно увеличивают скорость протекания коррозии. С получающимися в процессе коррозии Fe3+-ионами ионы хлора образуют растворимые комплексы (FeCl4-), что способствует ускорению окисления металла.

Питтинг (точечная) коррозия, наиболее часто возникает на поверхности пластин теплообменника

под местным воздействием жидкости с содержание кислоты или щёлочи. Например, питтинг-коррозия на пластинах вызванная слишком большим содержанием хлоридов (более 300 промилле) в растворе.

Таким образом, важно понимать, что качественная водоочистка, установленная в Вашей котельной, ИТП или ЦТП, включающая колонны умягчения и дехлорирования воды, может существенно продлить жизнь Вашему теплообменнику, существенно замедлив коррозионные процессы.

Использование качественной водоочистки может:
- снизить скорость коррозии пластин теплообменника
- снизить скорость накопления отложений на пластинах теплообменника
- снизить скорость разрушения уплотнений теплообменника
Все эти факторы красноречиво свидетельствуют о том, что итогом противодействия коррозии теплообменника непременно станет увеличение межремонтного периода и сокращение Ваших расходов в связи с коррозией теплообменника.

Коррозия теплообменников.

Существует несколько основных параметров, которые влияют на скорость коррозии теплообменников и материала пластин в ходе эксплуатации аппарата. Если мы говорим о ПТО, где в качестве теплоносителя используется вода ( и она же, естественно, выступает электролитом), то в таких случаях основное влияние на скорость коррозии теплообменника и коррозию пластин теплообменника оказывают:

- pH воды-теплоносителя и теплоприемника. Даже небольшая кислотность используемой воды может существенно ускорить процесс коррозии теплообменников.
Коррозия металла, часто возникает в ПТО в которых охлаждается/нагревается кислотная жидкость (большое содержание ионов CI, F и Br) и не применяется пассивация металла.

- как уже было сказано, огромное влияние на процесс коррозии теплообменников оказывает общая щелочность воды, качество работы колонн по умягчению воды. Как известно, в ходе умягчения кальциевые и магниевые ионы, содержащиеся в воде, заменяются на ионы натрия, соединения которого не выпадают в твердый осадок при нагревании.

- для того. чтобы замедлить процесс коррозии теплообменников, важно контролировать концентрацию хлорид-, и сульфат- ионов, растворенного кислорода: все эти факторы способны крайне негативно влиять на коррозию металла пластин теплообменника. Окисляющие вещества (например, хлор) увеличивают поляризацию, а, значит, способствуют анодному растворению

Известно, что электрохимическая коррозия, протекающая в электролите, при взаимодействии электролитической среды и некоего металла, например пластины теплообменника, способна протекать в десятки раз быстрее в том случае, если объект коррозии подвергается воздействию так называемых блуждающих токов. Компания ЗАО "Единый Сервисный Центр" производит техническое обслуживание зданий. Подробная информация о способах и ценах на обслуживание зданий тут.

Занимаясь проблемой блуждающих токов, специалисты выявили, что именно блуждающие токи являются причиной ускоренной коррозии пластин теплообменников, труб и других негативных эффектов: «…одной из причин ускоренной коррозии теплообменников, их пластин и трубопроводов в современных условиях являются несанкционированно протекающие по ним токи промышленной частоты,(блуждающие токи) источниками которых являются токи утечки системы электроснабжения этих же зданий». Что бы умеьшить их количество необходим качественный монтаж инженерной системы.

Для коррозии пластин теплообменников, подвергшихся воздействию блуждающих токов, характерны микроскопические отверстия в пластинах теплообменника, в том месте, где через палстину прошел разряд.

К счастью для владельцев систем отопления и теплообменников, подобные случаи довольно редки: чаще всего коррозия пластин и разрушение прокладок теплообменника вызвано элементарным отсутствием сервиса и очистки теплообменника, то есть теплообменник промывается и очищается гораздо реже, чем это необходимо, а водоподготовка отсутствует, либо не справляется со своими функциями.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология