Разделы: Химия
Размещена 21.09.2022. Последняя правка: 17.09.2022.
Просмотров - 502

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

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	2
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/дм3	0,015
Цинк, мг/дм3	5,0
Формальдегид, мг/дм3	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.  

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