С целью обеспечения надежной работы тепловых энергетических установок, трубопроводов и другого оборудования без повреждения и дополнительных материальных затрат, вызванных коррозией металла, необходимо организовывать определенный водно-химический режим. Нельзя допускать образование накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводах в котельных, систем теплоснабжения и теплопотребления.
В процессе эксплуатации систем теплоснабжения при нагреве воды увеличивается концентрирование солей за счет испарения. При высокой коррозионной агрессивности воды накопление соединений железа в воде определяет образование на теплообменных поверхностях железоокисных отложений. Наличие накипи и отложений приводит к ухудшению теплообмена и эффективности работы оборудования, в частности, к пережогу труб котлов, к экономическим потерям [1].
Скорость коррозии можно определить несколькими способами: с помощью коррозиметра «Эксперт-004» и весовым методом (с применением стальных пластинок). Наиболее достоверным и оптимальным является метод определения скорости коррозии при помощи коррозиметра «Эксперт-004» по двухэлектродной схеме [2].
Перед проведением эксперимента цилиндрические стальные электроды для коррозионных испытаний предварительно зачистили с применением наждачной бумаги, далее обезжирили этиловым спиртом и поместили в эксикатор. Электроды имеют следующие внешние характеристики: длина 40 мм, диаметр 6 мм, резьба М3, глубина 12 мм. Площадь электрода при таких его габаритах составляет 7,8 см2. Для начала проведения исследования электроды закрепляются на измерительном приборе с помощью винтовых соединений, обеспечивающих легкость эксплуатации. Для закручивания и раскручивания электродов на резьбовые шпильки измерительного датчика использовали мягкую пластиковую трубку, чтобы предохранить поверхность от механических повреждений. Во избежание протекания щелевой коррозии электроды в процессе испытания плотно прилегают к тефлоновой поверхности измерительных датчиков и полностью погружены в жидкость (ниже ватерлинии) [2].
В первые минуты наблюдений значение показателя скорости коррозии имеют скачкообразные постоянно меняющиеся значения, но после определённого времени стабилизируются.
Таким образом, после 8 часов непрерывной работы показатель стабилизировался на значении 0,2379 мм/год и не изменялся еще 24 часа. Текущие значения поляризации электродов и тока измеряемых параметров при этом составили соответственно 18,6 мВ и 55,9 мкА.
Агрессивность теплоносителя зависит от средней скорости коррозии индикаторов и оценивается в соответствии с приведенной ниже табл. 1.
Таблица 1. Оценка коррозионной агрессивности сетевой воды
Скорость коррозии индикаторов, мм/год |
Агрессивность сетевой воды |
0-0,003 |
Низкая |
0,0031-0,085 |
Допустимая |
0,0851-0,2 |
Высокая |
Более 0,2 |
Аварийная |
При высокой или аварийной агрессивности сетевой воды необходимо принимать следующие меры для ее уменьшения: снижать содержание кислорода в сетевой воде; повышать значения водородный показатель; вводить ингибитор коррозии [3].
В нашем случае наблюдается аварийная агрессивность сетевой воды, поскольку показатель скорости коррозии теплоносителя составил 0,2379 мм/год. Для снижения агрессивности и коррозионной активности воды дозировался ингибитор NALCO CL-50. Этот реагент значительно уменьшает скорость коррозии сталей и цветных металлов.
В товарном продукте NALCO CL-50 содержится натрий триполифосфат в концентрации 6,3% и натрий полифосфат в концентрации 32,5%, первое активное вещество выполняет функцию ингибитора отложений, а второе – ингибитора коррозии [4].
В качестве эксперимента реагент дозировался в ту же пробу с последующим перемешиванием со всем объемом испытуемой воды. Результаты измерений приведены в табл. 2.
Таблица 2. Изменение скорости коррозии
Дозировка ингибитора NALCO CL-50 (мг/л) |
0.0 | 0.6 | 1.2 |
1.8 |
Скорость коррозии (мкм/год) |
237.9 |
134.07 | 120.25 |
60.378 |
При дозировке 0,6 мг/л ингибитора NALCO CL-50 скорость коррозии была значительно снижена, при повторном дозировании – в два раза. При увеличении дозировки до 1,8 мг/л скорость коррозии снижается еще в два раза и составляет 0,06 мкм/год, что является допустимой агрессивностью воды по оценке приведенной в табл. 1.
Дозировка должна быть скорректирована по результатам измерения скорости коррозии для конкретного объекта теплоснабжения. При выборе дозировки должны учитываться показатели гигиенической характеристики, поскольку при увеличении объема реагента соответственно будут увеличиваться и компоненты, содержащиеся в составе ингибитора. Гигиенические характеристики ингибитора коррозии NALCO CL-50 в соответствии с “Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)” приводятся в табл. 3 [5].
Таблица 3. Гигиеническая характеристика
Показатель острой токсичности при |
3-4 класс опасности, DL50 > 150 мг/кг |
Мутность, ЕМФ |
2,6 |
Цветность, град. |
20 |
Запах, Привкус, баллы |
2 |
Водородный показатель, ед. рН |
6,0-9,0 |
Перманганатная окисляемость, мг/дм3 |
5,0 |
Алюминий, мг/дм3 |
0,5 |
Железо, мг/дм3 |
0,3 |
Кадмий, мг/дм3 |
0,0005 |
Кобальт, мг/дм3 |
0,05 |
Медь, мг/дм3 |
1,0 |
Никель, Хром общий, Марганец, мг/дм3 |
0,1 |
Ртуть, мг/дм3 |
0,00025 |
Свинец, мг/дм3 |
0,015 |
Цинк, мг/дм3 |
5,0 |
Формальдегид, мг/дм3 |
0,05 |
Выбор дозировки будет регламентирован как остаточными содержанием реагента в воде, так и экономической эффективностью. Примерная стоимость реагента составляет 1,2 млн рублей за 12 тонн, следовательно, его избыточное дозирование может привести не только к ухудшению качества воды в результате превышения допустимых показателей теплоносителя в системе отопления, так еще и к значительным материальным потерям.
Выводы: применение ингибитора коррозии позволит предотвратить накопление соединений железа в воде и образование железноокисных отложений, уменьшить повреждаемость оборудования и трубопроводов от внутренней коррозии, тем самым снизить материальные затраты на дорогостоящий ремонт. При помощи коррозиметра «Эксперт-004» определялась скорость коррозии в теплоносителе, в который экспериментально дозировали по 0,6 мг/л реагента NALCO-CL50 до допустимой агрессивности теплоносителя.
Библиографический список
- Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа. / Под ред. О.М.Петрухина. – М., 2005
- КОРРОЗИМЕТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ «ЭКСПЕРТ-004» Руководство по эксплуатации КТЖГ.421590 РЭ
- РД 153-34.1-17.465-00 “Методические указания по оценке интенсивности процессов внутренней коррозии в тепловых сетях” // Москва, 2001 г.
- Субханкулов Э.Д., Залялиев Б.Г., Абузаид А., Власова А.Ю. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО РЕАГЕНТА NALCO CL-50 ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ // Тенденции развития науки и образования. 2021. № 74-3. С. 87-90.
- Документ № RU.77.01.34.007.Е.002364.03.13 от 07 марта 2013 // Реагент NALCO CL-50 // Управление Роспотребнадзора по г. Москве
Количество просмотров публикации: Please wait