Коррозия в системах теплоснабжения

 

 

 

 

 

Предупреждение коррозии оборудования водоснабжения при эксплуатации

Стабилизация воды

Коррозионную агрессивность природных жестких вод можно существенно понизить и во многих случаях довести до допустимых значений путем частичной ее нейтрализации, т. е. стабилизации.

Стабилизационная обработка воды заключается в добавлении реагентов, способствующих в первый период эксплуатации водовода наращиванию на стенках труб защитной пленки карбоната кальция; для этого нужно создать положительный индекс насыщения воды карбонатом кальция. После формирования защитной пленки для ее сохранения обработка воды должна обеспечить индекс насыщения, близкий к нулю. Если обработка воды для получения положительного индекса насыщения будет слишком продолжительной, то слой карбоната кальция может оказаться чрезмерно толстым и это снизит пропускную способность трубы. Наоборот, если после образования защитной карбонатной пленки полностью прекратить обработку воды, то под воздействием С02 защитная пленка постепенно растворится, а коррозия труб возобновится. Таким образом, стабилизационную обработку воды, приводящую к нужному соотношению концентраций С02 и НС03_, надо производить постоянно.

Как мы отмечали, в воде имеет место динамическое равновесие углекислых соединений в соответствии с уравнением

Для получения стабильной воды, в том случае, когда в ней содержится свободная угольная кислота, необходимо добавить щелочь в таком количестве, чтобы после связывания части СО2 в ионы НСО3- по уравнению между общим содержанием в воде С02 (теперь уже в равновесной концентрации) и НС03_ наступило равновесное состояние.

При подщелачивании воды возможны два случая: когда для исходной воды pH0s<8,4 и когда рН0< <8,4s. В первом случае изменение рН в процессе подщелачивания воды связано с первой ступенью диссоциации угольной кислоты. Во втором случае стабильность воды наступает при рН>8,4, поэтому вслед за первой наступает вторая ступень диссоциации.

Дозу щелочи (в мг/кг) определяют по формуле:

где э — эквивалентная масса щелочи, мг/мг-экв: NaOH 40, Na2C03 53, CaC03 28 в пересчете на СаО; Е — содержание активного вещества в техническом продукте, %.

Для достаточно интенсивного наращивания защитной карбонатной пленки можно поддерживать индекс насыщения в пределах от 0,5 до 0,7. Более интенсивное подщелачивание нежелательно, так как оно может привести к выделению из раствора осадка карбоната кальция и помутнению воды.

Приближенная формула для расчета полных доз реагентов при подщелачивании воды с получением J = 0,7 при pHs<7,7 имеет вид:

2НСО-3 =СО2-3= СО2+ Н20.

С02+0Н-=НС0-3

Дщ=эЩ (100/Е) = эвЩ0 (100/Е), 

 

где Щ0 — щелочность воды до обработки, мг-экв/кг; J — индекс насыщения воды карбонатом кальция (J = рНо-pHs); [С02] — содержание свободной С02 в воде до ее обработки, мг/кг.

Как указано выше, для подщелачивания воды практическое применение могут найти известь, едкий натр и кальцинированная сода. Наиболее дешевый и доступный из этих реагентов — известь, однако установки для приготовления известковых растворов или известкового молока (и для его дозирования) являются наиболее сложными.

При стабилизационной обработке грунтовых вод, когда очистные сооружения отсутствуют, во избежание загрязнения воды нерастворимыми примесями извести ее следует вводить в обрабатываемую воду в виде раствора. Известковый раствор для освобождения от неосевших в сатураторах хлопьев гидроксида магния целесообразно пропускать через фильтр, загруженный мраморной крошкой, дробленым известняком или доломитом. Загрузка этих фильтров кварцевым песком нежелательна, потому что вода может обогатиться соединениями кремниевой кислоты.

В тех случаях, когда стабилизационной обработке подвергают речные воды с малым содержанием органических веществ (до 15 мг/кг), известковое молоко можно вводить в смесители перед отстойниками или осветлителями. При стабилизационной обработке речных вод, цветность которых нужно снижать коагуляцией, введение извести в воду одновременно с коагулянтом может ухудшить процесс обесцвечивания воды, для которого наиболее благоприятны низкие значения рН. На небольших и средних станциях лучше вводить получаемый в сатураторах известковый раствор в фильтрованную воду, а на более крупных станциях, если сатураторные установки оказываются чрезмерно громоздкими, приходится дозировать известковое молоко перед фильтрами: между отстойниками (или осветлителями) и фильтрами приходится устанавливать специальные смесители.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРЕННОГО В ВОДЕ КИСЛОРОДА НА СКОРОСТЬ

ВНУТРЕННЕЙ КОРРОЗИИ ТРУБОПРОВОДОВ

Приведены опытные данные по содержанию растворенного в воде кислорода и по скорости внутренней коррозии

трубопроводов систем горячего водоснабжения; показана прямая связь между этими параметрами. Предложен

метод, позволяющий снизить концентрацию растворенного в воде кислорода. Актуальность работы заключается в

определении причин высокой скорости коррозии трубопроводов, из-за которой происходит преждевременный

выход систем горячего водоснабжения из строя, и разработка мероприятий по устранению этих причин.

Ключевые слова: концентрация растворенного в воде кислорода, скорость внутренней коррозии трубопроводов,

индикаторы внутренней коррозии, фильтр с металлической стружкой.

Основными параметрами воды, влияющими на ее агрессивность по отношению к внутренней

поверхности труб горячего водоснабжения, являются концентрации сульфатов, хлоридов, значение

рН, содержание кислорода и свободной угольной кислоты [1]. В соответствии с [2] на сетях горячего

водоснабжения должен быть организован систематический контроль за внутренней коррозией трубо-

проводов путем анализов по индикаторам внутренней коррозии. Индикаторы коррозии служат для

оценки коррозионной агрессивности и влияния воды на внутреннюю коррозию трубопроводов. Кор-

розионная агрессивность воды определяется по потерям массы индикаторов.

Для определения коррозионной агрессивности воды в системах горячего водоснабжения был

проведен эксперимент на предприятии ООО «Удмуртские коммунальные системы». Эксперимент

включил в себя установку индикаторов внутренней коррозии в трубопроводы горячего водоснабже-

ния и параллельное взятие проб воды на содержание растворенного в ней кислорода. Сборки индика-

торов коррозии были установлены на двух ЦТП, на одной из которых удаление растворенного в воде

кислорода не предусматривается, на другой осуществляется способом вакуумной деаэрации. Сборки

индикаторов были установлены по ходу движения воды до деаэрационной колонны, после нее и в

удаленной точке участка трубопровода на сети горячего водоснабжения. На ЦТП, не имеющей де-

аэрационной колонны, индикаторные сборки устанавливались на трубопроводы, находящиеся в по-

мещении ЦТП и в удаленной точке участка трубопровода.

              В большинстве случаев внутренняя коррозия оборудования и трубопроводов систем горячего

водоснабжения обусловлена присутствием в воде растворенных коррозионно-агрессивных газов,