Методи попередження утворення накипу і корозії

Щоб виключити утворення накипу, воду попередньо обробляють. В залежності від місця проведення, вона може бути позакотловою або внутрішьокотловою.

Позакотлова обробка проводиться перед подачею в котел і зводиться вона до очищення і фільтрації конденсата, пом’якшення поживної води, видаленню газів, приготуванню високоякісної додаткової (добавочної) води. Очистка і фільтрація води проводиться з метою видалення з нею механічних домішок і нафтоппродуктів – це проводиться в збірнику забруднених конденсатів, який називається «теплим ящиком», який містить відстойні камери і фільтри-пеньку, деревинну стружку, поролон, тканини і активоване вугілля – для видалення масел. Для видалення кисню і вуглексилого газу широко застосовують термічну деаерацію. При термічній деаерації гази виділяють з споживчої води і виводять в атомосферу. Додатково до цього використовують хімічні способи: видалення кисню при введенні гідразину N₂H₄ і сульфіту натрію Na₂SO₃. Термічна деаерація знижує вміст кисню до 0,03 мг/кг, а хімічна навіть до 0,01 мг/кг.

Зменшення твердості води може здійснюватись при допомозі іонітних або катіонітних смол, які обмінюють свої іони на іони кальцію, магнію, але цей метод не знає широкого застосування на суднах, так як іоніти необхілно постійно регенерувати.

На сьогодні широко застосовуються безреагентні методи пом’якшення води (наприклад, електромагнітний). Суть його полягає в тому, що після дії на воду магнітного поля певного значення напруженості і полярності солі випадають у вигляді шламу, який легко видаляється з котла при продуванні води. Магнітна обробка сприяє також руйнуванню раніше утвореного накипу. Невидалений при продувці шлам з котла може прикипати до поверхні нагріву, утворюючи вторинну накип.

Фосфатно-нітратний водно-хімічний режим парових котлів.

До останнього часу уворення накипу і процесів корозії металу забезпечувалось фосфатно-лужним режимом внутрішньокотлової обробки води. Цей метод застосовувався на судових установках старої конструкції, обладнаних в основному вогнетрубними котлами з тиском пару до 20 кг/см². Поживна вода, яка застосовувалась, в більшості випадків була низької якості. На суднах, обладнаних котлами низького тиску, внутрішньокотлова обробка води здійснювалася за допомогою протинакипного препарату антидепон, який складається з суміші тринатрійфосфату, соди, хромонатрієвої солі і колоїдних речовин.

Основним показником водно-хімічного режиму котлів було лужне число, яке витримувалось в межах 150-300мг.

Правильне застосування фосфатно-лужного режиму на протязі більше 30 років значно покращало технічний стан і збереження парових котлів.

За останні роки флот поповнився судами, оснащеними сучасною технікою. Це різко змінило умови технічної експлуатації паросилових установ. На парових та дизельних судах почали використовувати економічні випаровуючи установки, які працюють на морській воді. Вони виробляють високоякісний дистилят для споживчих котлів.

В результаті цього в складі поживних котлових вод знизилось шлакоутоврення, покращилась якість пара, зменшилась якість продувної води і зменшилась кількість хімічних регентів, необхідних для очистки води. Але наряду з цим порушилось співвідношення між спеціально створюваною лужністю і загальним солевмістом котлових вод. В результаті цього вода набула агресивних властивостей. При механічній дії в місцях з’єднання деталей виникає особливо руйнівний корозійний процес – міжкристалічна корозія металу котлів. З’являлися міжрозгалуджені тріщінки, які в основному утворювались в зварювальних швах барабанів і колекторів. Такий метал зберігає зовнішню форму, але при ударі руйнується.

Для зменшення агресивних властивостей котлових вод, які виникають при лужності більше 20%, були запропоновані такі водно-хімічні режими: чисто фосфатної лужності і фосфатно-нітратний режим внутрішньокотлової обробки води.

Перший спосіб вимагає, щоб між фосфатними і лужними числами було постійне співвідношення 1:0,42. це досягається дозуванням в котли крім фосфату натрію ще натрію гідро- і дигідрофосфату в кількостях, визначених результатами аналізу котлових вод. В результаті складності цього аналізу режим чисто фосфатної лужності важко здійснити в судових умовах.

Більш простим і більш доступним в експлуатації виявився фосфатно-нітратний режим. При цьому як реагент застосовують технічний натрій фосфат і натрій нітрат.

Основні процеси, які відбуваються у воді, зводяться до гідролізу натрій фосфату

Na₃(PO₄)₃ + Н₂О → Na₂HPO₄ + NaOH

і осадження накипу у вигляді шламу

Як видно з приведених рівнянь, в результаті реакції утворюється луг, який може стати причиною розвитку міжкристалітної корозії металу.

Суть фосфатно-нітратного методу зводиться до того, що нітрати, які вводять наряду з фосфатами, насичують внутрішньометалеву поверхню котлів, що захищає його від руйнівної дії лугів.

В найближчий час на суднах морського флоту, оснащених паровими котлами з закритими системами живлення, знайдуть викорситанняхімічні препарати для оброблення води з метою попередження корозії металу трубопроводів конденсатом відпрацьованого пару, який повертається в котли. Ди цих речовин відносяться леткі аміни: морфолін, циклогексиламін і ін. при додаванні їх до котлової води, вони випаровуються в середині котла, переходять в пар і конденсуються разом з ним, розчиняються в ній і утворюють слабокисле середовище.

При цьому відбувається нейтралізація вугільної кислоти і сповільнення корозійних процесів. Для додавання цих реагентів в котлову воду не потрібні додаткові пристрої. В нормальних умовах експлуатації їх норма 4г на кожну тонну додаткової води. Одним з реагентів, який захищає від корозії котли, є гідразин : N₂H₄.

Гідразин зв’язує кисень

N₂H₄+ O₂ → 2H₂O + N₂

Поглинаючи киснь, гідразин взаємодіє з оксидами, які утворюються в котлах.

6Fe₂O₃ + N₂H₄ → 4Fe₃O₄ + 2H₂O + N₂

3CuO + N₂H₄ → 3Cu + 2H₂O + N₂O

Частина гідразина розпадається

3N₂H₄ → 4NH₃ + N₂

Утворений при цьому амоніак розчиняєтьсяв конденсаті, підвищуючи його лужність. Так як гідразин в чистому виді токсичний і вогненебезпечний, працювати з ним надо обережно.

В останні часи з метою боротьби з накипеутворенням в парових котлах встановлюється пристосування для магнітного оброблення води, а також ультразвукової обробки води. Ці два методи вдносяться до безреагентних методів, які характеризуються простотою застосування.

Суть магнітного методу заключається в тому, що вода проходить через спеціальний апарат, де вона піддається кототкочасному впливу магнітного поля, при ультразвоковій обробці – впливу ультразвукових коливань.

Але на сьогодні немає достовірних теорій безреагентної обробки води. Ці методи характеризуються нечіткістю і непостійністю отриманого ефекту. До недоліків безреагентних методів відноситься те, що важко піддати контролю зміни в обробленій воді.

Застосування на суднах Чорноморського флоту магнітних і ультразвукових установ не підтвердив переваг цих методів перед застосуванням відомих реагентних методів усунення твердості води.

Намагання комбінувати безреагентні та реагентні методи не принесли успіху. Перспективними залишаються термічні методи обробки води, які забезпечують безнакипну роботу котлів і призупиняють процеси електрохімічної і міжкристалітної корозії металів.

Продукти ЮНІТОР для оброблення води.

Головна мета оброблення води котла.

1. усунути твердість води.

2. підтримувати повне значення рН і лужності в споживчій воді і в воді котла.

3. призупинти корозію, особливо корозію по причині кисню.

4. недопускати утворення накипу.

5. попередження піноутворення.

Продукти «Юнітор»

Комбінована обробка

1. Рідкий продукт

2. Комбінований продукт.

Одноцільова обробка:

1. Лужний контроль.

2. Контроль твердості.

3. Контроль кисню.

4. Каталізований сульфіт натрію.

5. Коагулянт котла

6. Контроль конденсації.

Комбінована обробка води в котлі низького тиску

1. Рідка добавка – комбінований хімічний продукт обробки для викосритання в котлах низького тиску. При цьому усувається твердість, вода отримує необхідну лужність, усувається розчинний кисень. Рідкий продукт додається за результатами аналізу води. Якщо котел відкритий і непідпалений, рідкий продукт подається через отвір, але коли котел в роботі, то обробленя проводиться через спеціальну лінію дозування.

2. Комбінована добавка – це комбінований продукт хімічнорго оброблення, близький до рідкої добавки, але у вигляді порошку, він зменшує твердість і утворює певний рівень рН. Комбінований продукт додається до води поступово при постійному перемішуванні. Дозується він за допомогою загрузочного пристрою байпаса прямо в поживну лінію котла. Через добу після введення комбінованої добавки проводитсья аналіз води або тестування на

А) Р-лужнсть – 100-300 ррm на СаСО3

Б) Хлориди – 200 ррm

В) Кондесат рН – 8,3-9,0

Хімлабораторія Спетропак

Спектропак -309

Існують 4 проблеми, які вирішуються при обробці охолоджуючої води дизеля.

1. Накип – утворюється з солей, які є воді; можна запобігти її утворенню, використовуючи дистилят, але при цьому підвищується корозія.

2. Корозія – це процес оксинення металів під дією навколишнього середовища. Коли деталі виготовлені з різних металів, то більш активний метал стає анодом, а пасивний – катодом. В результаті виникає гальванічна пара електронів. Анод оксинюється, а на катоді йде відновлення. Юнітор пропоную викоритовувати інгібітори. Соль азотистої кислоти захищає сталь, азоль – мідь, а борат – підтримує певне значення рН.

3. Обрастання відрізняється від накипу тим, що накип утворюється з солей, а обрастання обумовлене наявністю у воді завислих частинок.

4. Мікробіологічна активність – солі азотистої кислоти діють як поживне середовище для деяких бактерій, це призводить до зміни рН, що також підсилює мікробіологічну активність.

Обробка води і водоконтроль колтлів за програмою «QUADCHEM» фірми «Vecom». Для водообробки використовуються два препарати QC-3 і QC-4, які розроблені фірмою ВЕКОМ, на основі сучасної технології і являють собою складні органічні продукти, які містять полімери, нейтралізовані органічні кислоти і пілвкоутворюючі аміни. Разом вони забезпечують надійний захист поверхні нагріву котла від накипу і корозії. Початкова доза для препарату становить QC-3 0,75 л, для препарту QC-4 – 0,25л. розрахована кількість препарату до 20 л дистильованою водою, заливається в бачок дозуючого пристрою і на протязі 2 годин при максимальній подачі насоса –дозатора вводиться в котел. Після введення в котел початкової дози розраховується добова доза препарату: QC-3 0,2л, для препарту QC-4 – 0,4л на 1 кубічний метр водного об’єму котла. Потім проводиться аналіз котлової води за допомогою судової-експрес лабораторії.

1. рН

2. проводимість

3. Хлориди в конденсаті

Препарат QC-3 – являє собою темно-коричневу рідину ,яка містить нейтралізовані органічні кислоти, органічні інгібітори корозії і накипеутворення. Препарат не горить, має лужні влатсивості.

Препарат QC-4 – рідина коричневого кольору, містить нейтралізовані органічні кислоти і аміни. Препарат не горить, визиває подразнення шкіри. При роботі з ним потрібно застосовувати спецодяг, рукавиці, захисну маску. При потраплянні на шкіру необхідно звернутися до лікаря.