Inhibitori de coroziune a cazanelor: tipuri, dozare și monitorizare

Tipuri obișnuite de inhibitori de coroziune a cazanelor și când să le folosiți

Diferite chimii inhibitoare se adresează diferitelor mecanisme de coroziune. Alegeți în funcție de tipul cazanului (abur vs. apă caldă închisă), chimia apei, metalurgie și limitele de descărcare/reglementare.

Eliminatori de oxigen (de exemplu, sulfit de sodiu, alternative cu hidrazină)

Scop: Îndepărtați oxigenul dizolvat pentru a preveni sâmburele și coroziunea sub-depunere. Tipic pentru tratarea apei de alimentare în sistemele cu abur și pentru machiajul dezaerat în care rămâne oxigen rezidual.

Amine de filmare (amine volatile)

Scop: Formați o peliculă hidrofobă subțire pe suprafețele metalice de condens și abur pentru a proteja liniile de condens, captoarele de abur și schimbătoarele de căldură. Folosit în sistemele în care coroziunea condensului (coroziunea de neutralizare) este comună.

Constructori de fosfat/alcalinitate

Scop: Menține alcalinitatea apei în vrac și formează straturi protectoare de fosfat pe oțel în cazane de joasă presiune sau sisteme de alimentare cu apă. Trebuie controlat pentru a evita transferul și depunerea.

Nitrit / Molibdat pentru sisteme cu buclă închisă

Scop: Asigurarea inhibării coroziunii pentru metalele feroase în sisteme închise de apă caldă (de exemplu, hidronice). Nitritul utilizat de obicei pentru sisteme închise oxigenate; molibdatul poate fi ales acolo unde nitritul este incompatibil.

Dispersanți polimerici și inhibitori de prag

Scop: Menține oxizii de fier și precipitații de duritate dispersați, astfel încât să nu formeze locuri de coroziune dense, sub depozit. Adesea folosit în combinație cu alți inhibitori.

Cum să selectați programul de inhibitor potrivit

Selecția necesită echilibrarea metalurgiei sistemului, a calității apei de alimentare, a presiunii/temperaturii de funcționare, a constrângerilor de mediu și a compatibilității cu substanțele chimice existente.

• Identificați mecanismele dominante de coroziune (pitting de oxigen, coroziune generală uniformă, coroziune în crăpături, coroziune condens).
• Cartografiați materialele sistemului (oțel carbon, aliaje de cupru, clase de inox) și acordați prioritate protecției pentru părțile cele mai vulnerabile.
• Revizuiți limitele de reglementare pentru efluent (fosfat, nitriți, molibdat) și alegeți o substanță chimică care îndeplinește restricțiile de deversare.
• Verificați compatibilitatea chimică cu biocidele existente, inhibitorii de calcar și substanțele chimice de înmuiere/regenerare.
• Efectuați un test de compatibilitate și performanță de laborator la scară mică (cupon sau cilindru rotativ) înainte de adoptarea la scară largă.

Principii de dozare și exemplu de calcul

Țintele de dozare sunt exprimate în mod normal ca mg/L (ppm) de inhibitor activ. Opțiuni de strategie de dozare: alimentare continuă (de preferat pentru sistemele în stare staționară) sau dozare periodică de dozare (utilizată pentru întreținere sau pornire).

Etape practice de dozare

• Stabiliți concentrația reziduală țintă pentru inhibitor (de exemplu, 150-300 ppm pentru unele amine de filmare sau 200 ppm active pentru un anumit absorbant de oxigen - urmați îndrumările producătorului).
• Măsurați cu precizie volumul sistemului (litri sau galoane), inclusiv conductele și căile de retur a condensului.
• Alegeți punctele de alimentare în care substanța chimică se va amesteca rapid (conductă de alimentare/apă de alimentare, întoarcerea condensului pentru filmarea aminelor).
• Utilizați o pompă dozatoare dimensionată pentru a menține concentrația țintă, având în vedere ratele de machiaj și purjare.

Exemplu de calcul (cifră cu cifră)

Să presupunem că volumul sistemului = 10.000 L și inhibitorul țintă = 200 mg/L (ppm) activ. calcul:

Pasul 1: Înmulțiți volumul cu concentrația țintă: 10.000 × 200 = 2.000.000 (unități: mg).
Pasul 2: Convertiți mg în grame: 2.000.000 ÷ 1.000 = 2.000 g.
Pasul 3: Convertiți gramele în kilograme: 2.000 ÷ 1.000 = 2 kg.
Masa necesară de inhibitor activ = 2 kg pentru a atinge 200 mg/L în 10.000 L.

Monitorizare și controale analitice

Implementați un program de monitorizare care verifică prezența inhibitorului și starea sistemului - nu vă bazați doar pe durata de funcționare a pompei.

Măsurători de rutină esențiale

• Inhibitor rezidual (kituri de testare specifice producătorului sau analize de laborator) — frecvență: zilnic până la săptămână, în funcție de criticitate.
• pH-ul apei de alimentare, al apei din cazan și al condensului - controlează alcalinitatea și ajută la detectarea atacului de acid sau a supraalimentării.
• Oxigenul dizolvat (DO) la machiaj și post-dezaerator - confirmă eficacitatea captatorului de oxigen.
• Concentrațiile de fier (Fe) și cupru (Cu) în ppm sau ppb — nivelurile în creștere indică activitatea de coroziune.
• Solide totale dizolvate (TDS) / verificarea controlului conductibilității și purjării.
• Inspecția vizuală a capcanelor, sitărelor și punctelor de prelevare; teste periodice de expunere cu cupon de metal pentru rata de coroziune (mm/an).

Puncte de injecție, echipamente și strategii de control

Locația corectă a injecției determină performanța. Pentru substanțele chimice volatile, injectați în apa de alimentare sau retur abur/condens; pentru inhibitori în vrac injectați în apa de alimentare sau puțul fierbinte.

• Rezervor de apă de alimentare/deaerator: Bun pentru absorbanții de oxigen și substanțe chimice de alcalinitate în vrac.
• Hotwell / retur condens: Preferat pentru filmarea aminelor pentru a proteja liniile de condens și schimbătoarele de căldură.
• Linia de alimentare a cazanului în aval de dezaerator: asigură amestecarea în apă în vrac înainte de transformarea la abur.
• Folosiți pompe de dozare necorozive, conforme NSF/ASME și supape de reținere a contrapresiunii; instalați porturi de probă în amonte și în aval de punctele de injecție.

Depanarea problemelor comune

Identificarea rapidă a problemelor de hrănire sau de compatibilitate reduce timpul de nefuncționare. Utilizați simptomele datelor măsurate pentru a izola problemele.

Simptom: Fier persistent ridicat în apa cazanului

• Cauze posibile: subdozare, picioare moarte cu pătrundere de oxigen, dezaerare slabă. Acțiuni: verificați reziduurile, creșteți doza de eliminare a DO, inspectați dezaeratorul și returul condensului pentru scurgeri de aer.

Simptom: spumare sau transfer

• Cauze posibile: fosfat excesiv sau organice; precipitate greu de dizolvat; amine condensabile care provoacă transfer. Acțiuni: efectuați verificări de silice și fosfat, reduceți concentrația de fosfat, confirmați controlul purgerii cazanului.

Simptom: Coroziunea condensului

• Cauze posibile: pH scăzut al condensului, transport acid, absența aminei de filmare. Acțiuni: măsurați pH-ul condensului, luați în considerare neutralizatorul de condens sau filmarea injectării de amine în returul condensului.

Considerații de compatibilitate, siguranță și mediu

Fiți atenți la interacțiunile multi-chimice, siguranța personalului și limitele de evacuare a apelor uzate.

• Compatibilitate: Nu amestecați niciodată substanțe chimice necunoscute fără teste de laborator. Nitriții pot reacționa cu anumite amine și substanțe organice. Supraalimentarea cu fosfat cauzează depuneri – echilibru cu dispersant.
• Siguranță: Mulți absorbanți de oxigen și produse cu amine concentrate sunt periculoase - utilizați EIP adecvat, dispozitive de depozitare și planuri de răspuns la scurgeri.
• Reglementare: Verificați limitele locale de descărcare pentru fosfat, molibdat și nitriți. Acolo unde evacuarea este restricționată, optați pentru produse chimice cu impact redus sau tratament la fața locului înainte de descărcare.

Păstrarea înregistrărilor și KPI-uri

Mențineți un jurnal simplu care leagă înregistrările de alimentare cu substanțe chimice cu rezultatele monitorizării și evenimentele de întreținere. KPI-urile utile includ rata de coroziune (mm/an), tendința Fe ppm, reziduul inhibitorului și frecvența de purjare.

Lista de verificare practică a implementării

• Verificați volumele de apă ale sistemului, metalurgia și chimia machiajului.
• Alegeți o familie de inhibitori potrivită mecanismului primar de coroziune.
• Efectuați un cupon de banc sau un test de laborator pentru confirmare înainte de lansarea la nivelul întregii fabrici.
• Instalați contoare, porturi de eșantionare și SOP-uri clare pentru alimentare și monitorizare.
• Înregistrați rezultatele și ajustați ratele de avans pe baza reziduurilor măsurate și a tendințelor fierului.

Urmărirea acestor pași practici va reduce ratele de coroziune, va reduce întreținerea neprogramată și va prelungi durata de viață a componentelor. Dacă doriți, pot produce o fișă de lucru imprimabilă de dozare sau un eșantion de SOP pentru controlul inhibitorului de alimentare continuă, adaptat la volumul sistemului și rata de completare.