Inhibítory korózie kotla: Typy, dávkovanie a monitorovanie

Bežné typy inhibítorov korózie kotlov a kedy ich použiť

Rôzne chemické inhibítory sa zameriavajú na rôzne korózne mechanizmy. Vyberte si na základe typu kotla (parný vs. uzavretý teplovodný), chémie vody, metalurgie a limitov vypúšťania/regulácie.

Lapače kyslíka (napr. siričitan sodný, alternatívy hydrazínu)

Účel: Odstráňte rozpustený kyslík, aby ste zabránili jamkovej korózii a korózii pod nánosom. Typické pre úpravu napájacej vody v parných systémoch a pre odvzdušnenú úpravu, kde zostáva zvyškový kyslík.

Filmovanie amínov (prchavé amíny)

Účel: Vytvorte tenký hydrofóbny film na kovových povrchoch na strane kondenzátu a pary na ochranu potrubí kondenzátu, odvádzačov pary a výmenníkov tepla. Používa sa v systémoch, kde je bežná korózia kondenzátu (neutralizačná korózia).

Fosfátové / alkalické látky

Účel: Udržiavanie zásaditosti objemovej vody a vytváranie ochranných fosfátových vrstiev na oceli v nízkotlakových kotloch alebo systémoch prídavnej vody. Musí sa kontrolovať, aby sa zabránilo prenosu a usadzovaniu.

Dusitany / molybdénany pre systémy s uzavretou slučkou

Účel: Zabezpečiť inhibíciu korózie pre železné kovy v uzavretých teplovodných systémoch (napr. Dusitany typicky používané pre okysličené uzavreté systémy; molybdénan môže byť zvolený tam, kde je dusitan nekompatibilný.

Polymérne dispergátory a prahové inhibítory

Účel: Udržujte oxidy železa a zrazeniny tvrdosti rozptýlené, aby nevytvárali husté miesta korózie pod nánosom. Často sa používa v kombinácii s inými inhibítormi.

Ako vybrať správny program inhibítorov

Výber vyžaduje vyváženie metalurgie systému, kvality napájacej vody, prevádzkového tlaku/teploty, environmentálnych obmedzení a kompatibility s existujúcimi chemikáliami.

• Identifikujte dominantné korózne mechanizmy (kyslíková jamka, všeobecná rovnomerná korózia, štrbinová korózia, korózia kondenzátu).
• Mapujte systémové materiály (uhlíková oceľ, zliatiny medi, nehrdzavejúce triedy) a uprednostňujte ochranu najzraniteľnejších častí.
• Skontrolujte regulačné limity pre odpadovú vodu (fosfát, dusitan, molybdénan) a vyberte chémiu, ktorá spĺňa obmedzenia vypúšťania.
• Skontrolujte chemickú kompatibilitu s existujúcimi biocídmi, inhibítormi vodného kameňa a zmäkčujúcimi/regeneračnými chemikáliami.
• Pred úplným prijatím vykonajte test kompatibility a výkonu v malom laboratóriu (kupón alebo rotačný valec).

Princípy dávkovania a príklad výpočtu

Ciele dávkovania sú normálne vyjadrené ako mg/l (ppm) aktívneho inhibítora. Možnosti stratégie dávkovania: kontinuálne podávanie (preferované pre systémy s ustáleným stavom) alebo pravidelné dávkovanie (používané na údržbu alebo spustenie).

Praktické kroky dávkovania

• Stanovte cieľovú zvyškovú koncentráciu inhibítora (napr. 150 – 300 ppm pre niektoré filmovacie amíny alebo 200 ppm aktívnych pre špecifický lapač kyslíka – postupujte podľa pokynov výrobcu).
• Presne zmerajte objem systému (litre alebo galóny) vrátane potrubia a spätných ciest kondenzátu.
• Zvoľte si miesto (miesta), kde sa bude chemikália rýchlo premiešavať (linka na make-up/napájaciu vodu, návrat kondenzátu pre filmové amíny).
• Použite dávkovacie čerpadlo dimenzované na udržanie cieľovej koncentrácie pri danej rýchlosti nanášania a odluhu.

Príklad výpočtu (číslica po číslici)

Predpokladajme, že objem systému = 10 000 l a cieľový inhibítor = 200 mg/l (ppm) aktívny. Výpočet:

Krok 1: Vynásobte objem cieľovou koncentráciou: 10 000 × 200 = 2 000 000 (jednotky: mg).
Krok 2: Preveďte mg na gramy: 2 000 000 ÷ 1 000 = 2 000 g.
Krok 3: Preveďte gramy na kilogramy: 2 000 ÷ 1 000 = 2 kg.
Požadovaná hmotnosť aktívneho inhibítora = 2 kg na dosiahnutie 200 mg/l v 10 000 l.

Monitorovanie a analytické kontroly

Implementujte monitorovací program, ktorý overí prítomnosť inhibítora a stav systému – nespoliehajte sa len na doby chodu čerpadla.

Základné rutinné merania

• Zvyšky inhibítora (testovacie súpravy špecifické pre výrobcu alebo laboratórna analýza) – frekvencia: denne až týždenne v závislosti od kritickosti.
• pH napájacej vody, kotlovej vody a kondenzátu – kontroluje zásaditosť a pomáha detekovať napadnutie kyselinou alebo nadmerné množstvo.
• Rozpustený kyslík (DO) pri nanášaní a po odvzdušňovaní – potvrdzuje účinnosť zachytávača kyslíka.
• Koncentrácie železa (Fe) a medi (Cu) v ppm alebo ppb – stúpajúce hladiny naznačujú koróznu aktivitu.
• Overenie celkového množstva rozpustených pevných látok (TDS) / vodivosti a kontroly odluhu.
• Vizuálna kontrola pascí, sitiek a odberových miest; periodické testy vystavenia kovového kupónu rýchlosti korózie (mm/rok).

Miesta vstrekovania, vybavenie a stratégie riadenia

Správne miesto vstrekovania určuje výkon. V prípade prchavých chemikálií vstrekujte do napájacej vody alebo vratnej pary/kondenzátu; pre objemové inhibítory vstrekovanie do napájacej vody alebo horúcej studne.

• Nádrž na napájaciu vodu / odvzdušňovač: Dobré pre lapače kyslíka a veľké zásadité chemikálie.
• Horúca šachta / spätný chod kondenzátu: Uprednostňuje sa na filmovanie amínov na ochranu potrubí kondenzátu a výmenníkov tepla.
• Prívodné potrubie kotla za odvzdušňovačom: zaisťuje vmiešanie do objemovej vody pred prevedením na paru.
• Používajte nekorozívne dávkovacie čerpadlá a protitlakové spätné ventily v súlade s NSF/ASME; nainštalujte porty na vzorky pred a za vstrekovacími bodmi.

Riešenie bežných problémov

Rýchla identifikácia problémov s podávaním alebo kompatibilitou znižuje prestoje. Použite symptómy nameraných údajov na izoláciu problémov.

Symptóm: Trvalo vysoký obsah železa vo vode z kotla

• Možné príčiny: nedostatočné dávkovanie, mŕtve nohy s prenikaním kyslíka, zlé odvzdušnenie. Opatrenia: overte zvyšky, zvýšte dávku vychytávača DO, skontrolujte odvzdušňovač a návrat kondenzátu, či neuniká vzduch.

Symptóm: penenie alebo úlet

• Možné príčiny: nadmerné množstvo fosfátov alebo organických látok; ťažko rozpustné zrazeniny; kondenzovateľné amíny spôsobujúce prenos. Akcie: spustite kontroly oxidu kremičitého a fosforečnanu, znížte koncentráciu fosforečnanov, potvrďte kontrolu odkalovania kotla.

Symptóm: Korózia kondenzátu

• Možné príčiny: nízke pH kondenzátu, prenos kyseliny, neprítomnosť filmovacieho amínu. Opatrenia: zmerajte pH kondenzátu, zvážte neutralizáciu kondenzátu alebo filmovanie vstrekovania amínu do spätného toku kondenzátu.

Zohľadnenie kompatibility, bezpečnosti a životného prostredia

Pamätajte na multichemické interakcie, bezpečnosť personálu a limity vypúšťania odpadových vôd.

• Kompatibilita: Nikdy nemiešajte neznáme chemické látky bez laboratórnych testov. Dusitany môžu reagovať s určitými amínmi a organickými látkami. Nadmerné dávkovanie fosforečnanov spôsobuje usadzovanie – rovnováhu s disperzantom.
• Bezpečnosť: Mnohé lapače kyslíka a koncentrované amínové produkty sú nebezpečné – používajte vhodné OOP, ohradenie skladov a plány reakcie na únik.
• Regulačné: Skontrolujte miestne limity vypúšťania pre fosfát, molybdénan a dusitan. Ak je vypúšťanie obmedzené, rozhodnite sa pre chemické prípravky s nízkym dopadom alebo ošetrenie na mieste pred vypustením.

Vedenie záznamov a KPI

Uchovávajte jednoduchý denník, ktorý spája záznamy podávania chemikálií s výsledkami monitorovania a udalosťami údržby. Užitočné KPI zahŕňajú rýchlosť korózie (mm/rok), trend Fe ppm, zvyškový inhibítor a frekvenciu odkalovania.

Kontrolný zoznam praktickej implementácie

• Audit systémových objemov vody, metalurgie a make-up chémie.
• Vyberte skupinu inhibítorov zodpovedajúcu primárnemu koróznemu mechanizmu.
• Spustite skúšobný kupón alebo laboratórny test na potvrdenie pred zavedením v celom závode.
• Nainštalujte merače, porty na vzorky a vymažte SOP pre podávanie a monitorovanie.
• Zaznamenajte výsledky a upravte rýchlosti posuvu na základe nameraných zvyškov a trendov železa.

Dodržiavanie týchto praktických krokov zníži rýchlosť korózie, zníži neplánovanú údržbu a predĺži životnosť komponentov. Ak chcete, môžem vytvoriť vytlačiteľný pracovný hárok dávkovania alebo vzorový SOP na kontrolu nepretržitého podávania inhibítora, prispôsobený objemu vášho systému a rýchlosti úpravy.