На угле-химическом предприятии используются различные теплообменники,-включая фиксированные-трубные решетки-и-трубчатые и пластинчатые типы-изготовленные из таких материалов, как углеродистая сталь и нержавеющая сталь SS304, и все они используют один и тот же источник циркулирующей охлаждающей воды. Однако во время обслуживания и демонтажа системы наблюдались определенные проблемы: некоторые теплообменники пострадали от загрязнения и накипи на трубных решетках, в то время как другие столкнулись с точечной коррозией и утечками на пластинах. Почему один и тот же источник охлаждающей воды дает такие совершенно разные результаты для разных теплообменников? Анализ данных по содержанию анионов и катионов в воде показывает, что проблема возникает из-за дисбаланса соотношения этих ионов. Этот дисбаланс вызывает различные колебания pH и жесткости, что приводит к коррозии или образованию накипи/засорению конкретных теплообменников. Разница заключается в определенном соотношении анионов и катионов; Каждый из этих ионов играет различную роль и обладает уникальными химическими характеристиками. Чтобы определить, является ли вода коррозионной или -образующей накипь, необходимо оценить конкретные свойства этих ионов и их относительные пропорции.
1. Анионы играют двойную роль
Обычные анионы в воде включают Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, CO₃²⁻ и OH⁻. Среди них HCO₃⁻, CO₃²⁻ и OH⁻ обычно сочетаются с катионами, такими как K⁺, Na⁺, Mg²⁺ и Ca²⁺, чтобы определить щелочность и жесткость воды. Изменения концентрации этих ионов влияют на pH воды, служа индикатором того, является ли вода коррозионным или образует накипь-. Следовательно, они являются основными ионами, влияющими на химическую природу воды.
2. Сульфат-ионы способствуют коррозии и образованию накипи.
SO₄²⁻ — обычный коррозионный анион в воде; он увеличивает электропроводность и может соединяться с катионами Ca²⁺ с образованием осадка CaSO₄ (сульфата кальция), что приводит к образованию накипи. Кроме того, сульфаты служат источником питательных веществ для сульфатредуцирующих бактерий, присутствующих в воде. 3. Катионы играют множество ролей.
К основным катионам воды относятся K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ и Mn²⁺. Среди них K⁺ и Na⁺ повышают электропроводность и усиливают склонность воды к нестабильности; Ca²⁺ и Mg²⁺ повышают риск образования накипи и ухудшают эффективность теплопередачи; а Fe³⁺ и Mn⁺ образуют коллоидный шлам, что приводит к коррозии под-отложениями.
Вкратце: проанализируйте уровни HCO₃⁻, CO₃²⁻ и OH⁻ для оценки кислотности/щелочности воды; анализировать уровни Cl⁻ для оценки коррозионной стойкости нержавеющей стали SS304; и проанализировать уровни Ca²⁺ и Mg²⁺, чтобы оценить риск образования накипи в теплообменнике.
