بازدارنده رسوب و خوردگی در برج

بازدارنده رسوب و خوردگی در برج

در سیستم های خنک کننده آب به عنوان عاملی برای انتقال حرارت و همچنین به عنوان آخرین مرحله جهت انتقال گرما به اتمسفر با تبخیر در داخل برج های خنک کننده استفاده می شود که بسته به نوع کیفیت آب و شرایط محیطی در سیستم ها مشکلات مختلفی از جمله رسوب گرفتگی و خوردگی در برج ها ایجاد می شود که این مشکلات می توانند سبب کاهش ظرفیت و افزایش هزینه تعمیر و نگهداری از برج ها شده و در نهایت عمر مفید آنها را کاهش می دهد.

عوامل مختلفی در خوردگی برج های خنک کننده دخیل می باشند که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

عوامل موثر در خوردگی برج های خنک کننده

• دما

در صورتی که دما به ۲۵ الی ۳۰ درجه فارنهایت برسد، نرخ خوردگی دو برابر خواهد شد و در دماهای بالای ۱۶۰ درجه فارنهایت افزایش دما تاثیر نسبتاً اندکی بر نرخ خوردگی سیستم برج خنک کننده میگذارد.

• سرعت آب

با افزایش سرعت آب، نرخ تبادل اکسیژن با سطوح فلزی افزایش می یابد زیرا اکسیژن عاملی موثر بر روی خوردگی برج های خنک کننده می باشد.

در صورتی هم که سرعت آب بیش از اندازه کم باشد سبب تشکیل رسوب بر روی سطوح خواهد شد که خود می تواند خوردگی را تشدید کند در نتیجه تنظیم سرعت آب در لوله ها امری اساسی در جلوگیری از از خوردگی برج های خنک کننده می باشد.

• اکسیژن محلول

اکسیژن محلول در آب می تواند سبب وروز واکنش کاتدی در سیستم شده و از این طریق باعث خوردگی می شود.

• قلیایی و اسیدیته

در صورتی که ph آب موجود در برج های خنک کننده بین ۷ تا ۳/۸ باشد مواد قلیایی موجود در آب به صورت بی کربنات و محلول می باشند ولی در صورتی که ph از این محدوده فراتر رود بی کربنات محلول به کربنات های نامحلول تبدیل شده که می‌توانند در سیستم رسوب کرده و راندمان آن را کاهش دهد.

در صورتی هم که اسیدیته کمتر از ۷ باشد شرایط لازم برای افزایش پتانسیل وقوع خوردگی فراهم خواهد شد.

• رشد میکروبی

وجود عوامل میکروبی در آب فراورده‌های جانبی در پی خواهد داشت مانند سولفید هیدروژن که از باکتری های خورنده بی‌هوازی خورنده تر می باشند و می توانند سبب خوردگی برج های خنک کننده شوند همچنین رسوب مواد آلی و معدنی به دلیل افزایش اغتشاش موضعی سبب اختلاف هوادهی و فرسایش و خوردگی بسیاری از آلیاژ های برج های خنک کننده می شود.

• ذرات جامد محلول در آب

در صورتی که غلظت ذرات جامد محلول در آب بالا باشد سبب افزایش هدایت الکتریکی آب و پتانسیل تخریب سطح فلز می شود. همچنین ذراتی چون کلرید ها و سولفات های محلول نیز بر روند خوردگی تاثیر زیادی می گذارند.

بازدارنده خوردگی برج های خنک کننده

مواد بازدارنده خوردگی در سیستم های خنک کننده با غلظت پایین به آب اضافه می‌شوند تا از ایجاد خوردگی روی سطح فلز جلوگیری به عمل آورند چرا که این لایه می تواند تاثیر بسیار مطلوبی در کاهش اکسیژن سیستم داشته باشد و از این طریق به جلوگیری از ایجاد خوردگی در سیستم کمک نموده و عمر مفید سیستم را افزایش دهند.

1. بازدارنده آندی

بازدارنده های خوردگی آن اودین با ایجاد فیلم اکسید محافظ سبب پوشش نقاط خوردگی آندی در سیستم های آبی در حال گردش خواهند شد.

البته باید توجه شود که در صورتی این روش به طور کامل روی سیستم تاثیر گذار می باشد که در ابتدای فرایند خوردگی کلیه نقاط تأثیرپذیر از عوامل خوردگی پوشیده و عایق بندی شده باشند و در غیر این صورت با ایجاد خوردگی موضعی شدید در نقاط بدون پوشش مواجه خواهیم شد در نتیجه لازم است جهت دستیابی به ایمنی کافی خوردگی میزان تزریق مناسبی جهت اعمال موثر داشته باشیم.

2. بازدارنده کاتدی

این دسته از بازدارنده ها، با تشکیل یک لایه محافظ در نواحی دارای پتانسیل خوردگی کاتدی از بروز خوردگی در سیستم محافظت نموده و از کاهش اکسیژن جلوگیری می کنند.

بازدارنده های کاتدی موثرتر از بازدارنده های آندی می باشند و از مواد ضد خوردگی به صورت قابل توجهی دارا می باشد.

3. بازدارنده مختلط

این نوع بازدارنده ها از ترکیب دو یا سه عامل بازدارنده تشکیل شده‌اند که کاربرد فراوانی دارند چراکه با ویژگی های متفاوت مواد شیمیایی و ترکیب چندین بازدارنده نقص های موجود در هر عامل همپوشانی شده و تاثیرگذاری آن افزایش پیدا می کند.

در نتیجه میزان غلظت تزریق این نوع بازدارنده ها به مقدار بسیار زیادی کاهش پیدا می‌کند و استفاده از آنها مقرون به صرفه تر خواهد بود.

4. بازدارنده جذبی

مکانیسم اثر این نوع بازدارنده ها به این صورت می باشد که فیلم محافظی روی تمامی سطح فلز جذب می‌شود که این لایه باعث کمک به حفاظت سطح فلز از ایجاد واکنش های الکتروشیمیایی بین یون های فلزی و آبی می‌شود.

برخی از ترکیبات آلی می توانند به عنوان بازدارنده های جذبی موثر واقع شوند.

برخی از مواد بازدارنده:

• فسفات ها

این مواد جزوه پرکاربردترین موادی میباشند که می‌توانند در جلوگیری از ایجاد کربنات کلسیم موثر باشند.

در برخی مواقع از ارتوفسفات ها و پلی فسفات ها نیز استفاده می شود.

• فسفونات ها

این مواد به طور گسترده برای جلوگیری از خوردگی در برج های خنک کننده استفاده می شود چراکه فسفونات ها دارای خواصی چون نیرو های پیوندی با یونهای فلزی، حلالیت نمک آن و اثرات ممانعت از خوردگی بر اساس ساختمان شیمیایی آنها متفاوت می باشد.

• پلیمرها

بازدارنده های پلیمری مانند پلی آکریلات و پلی مالنات دارای توانایی جلوگیری از تشکیل رسوبات ای مانند کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و… می باشند که به دلیل عملکرد بسیار مطلوبی که دارند دارای کاربردهای گسترده ای در سیستم های مختلف می باشند ولی در صورتی که آب سختی کمی داشته باشد تاثیرات بازدارندگی این پلیمرها پایدار نمی باشد.

• نمک های فلزی

نمک هایی چون روی و نیکل دارای اثرات بازدارندگی خوردگی بر روی فلزات کربن استیل، مس و آلیاژهای مس میباشند.

البته حلالیت نمک های فلزی جهت رسیدن به غلظت مورد نیاز برای بازدارندگی از خوردگی در آب های خنثی کم می باشد بنابراین این نمک ها به ندرت اثر خوبی را از خود نشان می دهند.

• نیتریت ها

این مواد روی کربن استیل اثرات بسیار خوبی دارد ولی به ندرت در سیستم های خنک کننده استفاده می شود چرا که به راحتی توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شود.

البته از نیتریت ها به طور گسترده در سیستم های خنک کننده غیر تبخیری در کنار بایوساید های غیر اکسید شونده استفاده می شود.

• کرومات ها

کرومات ها تاثیر زیادی روی بازدارندگی رسوب و خوردگی در برج ها دارند ولی دارای خواص سمی بسیار بالا می باشند به همین دلیل از آنها به ندرت استفاده می شود.

البته در صورتی که با ترکیبی از پلی فسفات ها و یا نمک های روی مصرف شود گزینه خوبی می باشد ولی درصورتی که به تنهایی و با غلظت بیش از اندازه استفاده شود سبب تشدید خوردگی می شود.