Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?

Научные направления
Поделиться:
Публикация научных статей в научно-издательском центре Аэтерна


Разделы: Химия
Размещена 21.09.2022. Последняя правка: 17.09.2022.
Просмотров - 56

Снижение коррозионной агрессивности теплоносителя в структуре ЖКХ за счет применения ингибитора NALCO CL-50

Варганова Ангелина Михайловна

Магистрант

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет»

Студент, кафедра Атомные и тепловые электрические станции

Власова Алена Юрьевна, кандидат технических наук, доцент, Казанский государственный энергетический университет


Аннотация:
В статье представлены результаты эксперимента по определению скорости коррозии сплава железа при дозировании комплексного реагента NALCO CL-50. Исследования проводились на воде, отобранной из системы отопления в городе Казань. Для данной воды были подобраны оптимальные дозировки реагента.


Abstract:
The article presents the results of an experiment to determine the corrosion rate of an iron alloy when dosing the NALCO CL-50 complex reagent. The studies were carried out on water taken from the heating system in the city of Kazan. For this water, the optimal dosages of the reagent were selected.


Ключевые слова:
тепловая сеть; теплоноситель; скорость коррозии; коррозионная агрессивность; коррозиметр «Эксперт-004»; ингибитор коррозии

Keywords:
heating network; coolant; corrosion rate; corrosion aggressiveness; corrosion meter


УДК 620.9

ВВЕДЕНИЕ
С целью обеспечения надежной работы тепловых энергетических установок, трубопроводов и другого оборудования без повреждения и дополнительных материальных затрат, вызванных коррозией металла, необходимо организовывать определенный водно-химический режим. Нельзя допускать образование накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводах в котельных, систем теплоснабжения и теплопотребления.

В процессе эксплуатации систем теплоснабжения при нагреве воды увеличивается концентрирование солей за счет испарения. При высокой коррозионной агрессивности воды накопление соединений железа в воде определяет образование на теплообменных поверхностях железоокисных отложений. Наличие накипи и отложений приводит к ухудшению теплообмена и эффективности работы оборудования, в частности, к пережогу труб котлов, к экономическим потерям [1].

Актуальность. На сегодняшний день состояние тепловой сети в жилищно-коммунального сфере Российской Федерации характеризуется высокой степенью износа в результате коррозионной активности теплоносителя. По данным Росстата суммарная протяженность тепловых и паровых сетей в двухтрубном исчислении в 2021 году порядка 166,74 тыс. км, из них нуждаются в замене 50,35 тыс. км (30 % от общего числа). Потери в тепловых сооружениях и сетях могут достигать 12,5 % от подачи тепла.

Целями и задачей данной работы является определение эффективности действия ингибитора коррозии NALCO CL-50.

Научная новизна заключается в изучении способа снижении коррозионной агрессивности теплоносителя в сфере ЖКХ. Представлены результаты исследования, которые можно использовать при сравнении действий ингиботоров коррозии.  

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Скорость коррозии можно определить несколькими способами: с помощью коррозиметра «Эксперт-004» и весовым методом (с применением стальных пластинок). Наиболее достоверным и оптимальным является метод определения скорости коррозии при помощи коррозиметра «Эксперт-004» по двухэлектродной схеме [2].

Перед проведением эксперимента цилиндрические стальные электроды для коррозионных испытаний предварительно зачистили с применением наждачной бумаги, далее обезжирили этиловым спиртом и поместили в эксикатор. Электроды имеют следующие внешние характеристики: длина 40 мм, диаметр 6 мм, резьба М3, глубина 12 мм. Площадь электрода при таких его габаритах составляет 7,8 см2. Для начала проведения исследования электроды закрепляются на измерительном приборе с помощью винтовых соединений, обеспечивающих легкость эксплуатации. Для закручивания и раскручивания электродов на резьбовые шпильки измерительного датчика использовали мягкую пластиковую трубку, чтобы предохранить поверхность от механических повреждений. Во избежание протекания щелевой коррозии электроды в процессе испытания плотно прилегают к тефлоновой поверхности измерительных датчиков и полностью погружены в жидкость (ниже ватерлинии) [2].

В первые минуты наблюдений значение показателя скорости коррозии имеют скачкообразные постоянно меняющиеся значения, но после определённого времени стабилизируются.

Таким образом, после 8 часов непрерывной работы показатель стабилизировался на значении 0,2379 мм/год и не изменялся еще 24 часа. Текущие значения поляризации электродов и тока измеряемых параметров при этом составили соответственно 18,6 мВ и 55,9 мкА.

Агрессивность теплоносителя зависит от средней скорости коррозии индикаторов и оценивается в соответствии с приведенной ниже табл. 1.

Таблица 1 - Оценка коррозионной агрессивности сетевой воды

Скорость коррозии индикаторов, мм/год

Агрессивность сетевой воды

0-0,003

Низкая

0,0031-0,085

Допустимая

0,0851-0,2

Высокая

Более 0,2

Аварийная

 

При высокой или аварийной агрессивности сетевой воды необходимо принимать следующие меры для ее уменьшения: снижать содержание кислорода в сетевой воде; повышать значения водородный показатель; вводить ингибитор коррозии [3].

В нашем случае наблюдается аварийная агрессивность сетевой воды, поскольку показатель скорости коррозии теплоносителя составил 0,2379 мм/год. Для снижения агрессивности и коррозионной активности воды дозировался ингибитор NALCO CL-50. Этот реагент значительно уменьшает скорость коррозии сталей и цветных металлов.

 В товарном продукте NALCO CL-50 содержится натрий триполифосфат в концентрации 6,3% и натрий полифосфат в концентрации 32,5%, первое активное вещество выполняет функцию ингибитора отложений, а второе – ингибитора коррозии [4].

В качестве эксперимента реагент дозировался в ту же пробу с последующим перемешиванием со всем объемом испытуемой воды. Результаты измерений приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Изменение скорости коррозии

Дозировка ингибитора NALCO CL-50 (мг/л)

0.0

0.6

1.2

1.8

Скорость коррозии (мкм/год)

237.9

134.07

120.25

60.378

 

При дозировке 0,6 мг/л ингибитора NALCO CL-50 скорость коррозии была значительно снижена, при повторном дозировании - в два раза. При увеличении дозировки до 1,8 мг/л скорость коррозии снижается еще в два раза и составляет 0,06 мкм/год, что является допустимой агрессивностью воды по оценке приведенной в табл. 1.

Дозировка должна быть скорректирована по результатам измерения скорости коррозии для конкретного объекта теплоснабжения. При выборе дозировки должны учитываться показатели гигиенической характеристики, поскольку при увеличении объема реагента соответственно будут увеличиваться и компоненты, содержащиеся в составе ингибитора. Гигиенические характеристики ингибитора коррозии NALCO CL-50 в соответствии с "Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)" приводятся в табл. 3 [5].

Таблица 3 - Гигиеническая характеристика

Показатель острой токсичности при

внутрижелудочном пути поступления, DL50 мг/кг 

3-4 класс опасности, DL50 > 150 мг/кг 

Мутность, ЕМФ 

2,6 

Цветность, град. 

20 

Запах, Привкус, баллы 

Водородный показатель, ед. рН 

6,0-9,0 

Перманганатная окисляемость, мг/дм3 

5,0 

Алюминий, мг/дм3 

0,5 

Железо, мг/дм3 

0,3 

Кадмий, мг/дм3 

0,0005 

Кобальт, мг/дм3 

0,05 

Медь, мг/дм3 

1,0 

Никель, Хром общий, Марганец, мг/дм3 

0,1 

Ртуть, мг/дм3 

0,00025 

Свинец, мг/дм

0,015 

Цинк, мг/дм

5,0 

Формальдегид, мг/дм

0,05 

Выбор дозировки будет регламентирован как остаточными содержанием реагента в воде, так и экономической эффективностью. Примерная стоимость реагента составляет 1,2 млн рублей за 12 тонн, следовательно, его избыточное дозирование может привести не только к ухудшению качества воды в результате превышения допустимых показателей теплоносителя в системе отопления, так еще и к значительным материальным потерям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Применение ингибитора коррозии позволит предотвратить накопление соединений железа в воде и образование железноокисных отложений, уменьшить повреждаемость оборудования и трубопроводов от внутренней коррозии, тем самым снизить материальные затраты на дорогостоящий ремонт. При помощи коррозиметра «Эксперт-004» определялась скорость коррозии в теплоносителе, в который экспериментально дозировали по 0,6 мг/л реагента NALCO-CL50 до допустимой агрессивности теплоносителя.  

Библиографический список:

1. Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа. / Под ред. О.М.Петрухина. - М., 2005
2. КОРРОЗИМЕТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ «ЭКСПЕРТ-004». Руководство по эксплуатации КТЖГ.421590 РЭ
3. РД 153-34.1-17.465-00 "Методические указания по оценке интенсивности процессов внутренней коррозии в тепловых сетях" // Москва, 2001 г.
4. Субханкулов Э.Д., Залялиев Б.Г., Абузаид А., Власова А.Ю. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО РЕАГЕНТА NALCO CL-50 ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ // Тенденции развития науки и образования. 2021. № 74-3. С. 87-90.
5. Документ № RU.77.01.34.007.Е.002364.03.13 от 07 марта 2013 // Реагент NALCO CL-50 // Управление Роспотребнадзора по г. Москве




Рецензии:

21.09.2022, 18:48 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Автор пишет - "При дозировке 0,6 мг/л ингибитора NALCO CL-50 скорость коррозии была значительно снижена, при повторном дозировании - в два раза. При увеличении дозировки до 1,8 мг/л скорость коррозии снижается еще в два раза", тогда как производитель ингибитора NALCO CL-50"NALCO EUROPE SARL" Швейцария) рекомендует - "Для достижения положительных результатов требуется концентрация менее 5 мг/л как общих неорганических фосфатов, что составляет 14.3 мг/л как товарного продукта NALCO CL-50". Чем объясняется уменьшение автором дозировки ингибитора? Научная новизна и цель данной работы взывают сомнения, т.к. в интернете подробно даны технические характеристики данного ингибитора.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх