Зниження корозійної активності води та швидкості осадо- та накипеутворення як фактори
Версія для друку:Завантажити
Вибір марочного асортименту сталей при конструюванні та виробництві виробів на машинобудівних підприємствах обумовлений певною мірою їх корозійною стійкістю при зберіганні та експлуатації. Проблема корозії настільки серйозна, що у ряді випадків конструктори змушені відмовитися від використання дешевих і механічно міцніших чорних сталей і застосовувати в конструкціях нержавіючі сталі або передбачати нанесення на поверхню виробу корозійностійких покриттів. Це, у свою чергу, може призводити до зниження ефективності роботи обладнання, наприклад, теплообмінного, а також значного подорожчання як вихідних матеріалів, так процесу переробки цих матеріалів. Можливість використання чорних сталей в устаткуванні розширюється при застосуванні інгібіторів корозії, які вводяться безпосередньо в корозію, що викликає, середовище, наприклад, у воду, знижуючи її агресивність (у водооборотних системах, при гідравлічних випробуваннях, в охолоджуючих рідинах і т.д.) або наносяться на поверхню металу (при зберіганні, транспортуванні заготовок та виробів тощо). Однак, більшість відомих інгібіторів корозії захищають метали або у воді, або тільки у вологій атмосфері. Тому проблеми корозії різко загострюються у ситуаціях, коли вода лише частково покриває поверхню металу, наприклад, при експлуатації ємнісного обладнання та ванн, частково заповнених водою; при проведенні операцій із очищення металевої поверхні; при випаданні роси на поверхню виробу, при зберіганні та транспортуванні тощо.
Крім того, інгібітори корозії, що широко використовуються.часто містять у своєму складі хром, цинк, аміни та ін. токсичні та екологічно небезпечні речовини. Використання нетоксичних інгібуючих компонентів, зокрема фосфатів, силікатів і карбонатів, ускладнюється малою розчинністю багатьох їх солей, що призводить до утворення відкладень і накипу на поверхні виробів, що захищаються. У разі теплообмінного обладнання накипно-корозійні відкладення, що утворюються, звужують прохідний переріз каналів охолодження, що призводить до зниження швидкості перебігу холодоносія і, отже, до погіршення теплообміну. Так, прості розрахунки показують, що утворення поверхні каналу охолодження шару відкладень товщиною, що дорівнює 10 % від діаметра каналу, призводить до зниження швидкості течії води (за інших рівних умов) на 36 %.
Запобігання утворенню накипно-корозійних відкладень, а також ефективне усунення відкладень, що вже утворилися, сприяє стабілізації та інтенсифікації теплообміну, тобто. підвищення продуктивності. Нами були розраховані значення коефіцієнта теплопередачіКдля двох найбільш поширених марок сталей - вуглецевої якісної конструкційної сталі марки Ст30 («чорна» сталь) і високоякісної сталі марки Ст30 ХН3А (нержавіюча сталь) за наявності і відсутності накипно -корозійних відкладень Вихідні параметри для розрахунку наведені в таблиці 1, а результати розрахунку в таблиці 2. Отримані дані наочно свідчать про вирішальний вплив шару накипно-корозійних відкладень значення К і, отже, на інтенсивність теплообміну. Слід зазначити також, що значна шорсткість поверхні каналів охолодження з накипно-корозійним шаром здатна за певних умов викликати зміну режиму течії води в прикордонному шарі з ламінарного на турбулентний іістотно підвищити цим гідравлічний опір у системі охолодження, знизивши у своїй ефективність теплообміну. Тому так важливо застосування у складі води інгібіторів корозії та відкладення солей. Крім того, застосування інгібіторів дає можливість використовувати для виготовлення деталей обладнання більш теплопровідні і, до того ж, дешевші марки сталей, що дає чималий додатковий техніко-економічний ефект [2].
Для зменшення корозійної активності води та зниження швидкості осадо- та накипеутворення фахівцями ТОВ "Спектропласт" розроблено комплексні добавки – концентрати інгібіторів корозії та відкладення солей СП-В, які дозволяють у десятки разів зменшити корозійну активність води та її схильність до випадання опадів, причому одночасно зменшується корозійна агресивність водяної пари.
У таблиці 3 показані результати корозійних випробувань у порівнянних умовах зразків сталевих труб при різних температурах, занурених у водне середовище, що містить та не містить інгібітори корозії СП-В-10-0. Використання останніх дозволяє більш ніж у 50 разів знизити швидкість корозії, а також більш ніж на порядок уповільнити відкладення солей.
Таким чином, застосування інгібіторів корозії марки СП-В при експлуатації металевих виробів у зануреному та напівзануреному стані, опресовуванні обладнання в процесі пусконалагодження та при випробуванні виробів гідростатичним тиском, промивних операціях у ваннах гальванічних виробництв, термостатуванні технологічних процесів (в т.ч. технологічних ємностей, трубопроводів тощо) сприяє:
- зменшення собівартості деталей за рахунок обґрунтованого застосування дешевших марок сталей (наприклад, вуглецевих замість нержавіючих) та меншоїтрудомісткості виготовлення деталей;
- скорочення часу обслуговування обладнання, включаючи час на консервацію та розконсервацію;
- Збільшення терміну служби обладнання (орієнтовно на 20-30%);
- Зниження частоти ремонтів вузлів обладнання;
- Збільшення терміну служби та надійності системи термостатування, в т.ч. завдяки унікальній здатності захищати метал у каналах охолодження при відключенні їх від надходження води, без просушування та консервації протягом тривалого (більше року) часу;
- Поліпшення розмірної точності виробів та інших показників якості;
- Підвищення стабільності та інтенсивності теплообміну;
- Скорочення циклу охолодження;
- розширення варіантів раціонального розміщення та конструктивного виконання каналів охолодження в устаткуванні. Захистіть труби від корозії.
Концентрат інгібіторів корозії та відкладення солей марки СП-В вводиться у воду в кількості від 0,5 до 7% залежно від якості води та марок сталей, температури та тривалості експлуатації.
При застосуванні СП-В для захисту від корозії металевого обладнання (виробів та заготовок з чорних сталей) використовується його 3%-ний водний розчин, при цьому витрати на 1 м 2 металевої поверхні, що консервується, становлять менше 12 рублів.
Концентрати СП-В виготовляються за ТУ 2415-006-11490846-04, є нетоксичними та екологічно безпечними і мають санітарно-епідеміологічний висновок № 77.01.12.241.П.12016.05.4 від 31.05. будинках.
Таблиця 1.Вихідні дані для розрахунку та розраховані значення термічних опорів стінки матриці, виготовленої з різних матеріалів, та шару відкладень різного складу на поверхнітермостатуючих каналів форми
Матеріал матриці або основний компонент відкладень