Uzroci hrđe i perforacije u rashladnim tornjevima nakon nekoliko godina rada

 

 

 

 

 

 

I. Mehanizam korozije jezgre: Elektrohemijska korozija dominira procesom hrđe i perforacije

 

 

 

 

 

Metalne komponente rashladnih tornjeva (uglavnom ugljični čelik i pocinčani čelik) dugo su izložene okruženju vode{0}}vazduh, gdje se na površini lako formiraju brojne mikrogalvanske ćelije, pokrećući kontinuiranu elektrohemijsku koroziju – osnovni uzrok hrđe i perforacije.

 

Atomi gvožđa u anodnom području prolaze kroz reakcije oksidacije i postepeno se rastvaraju u ione gvožđa (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻), uzrokujući kontinuirani gubitak metalne matrice; reakcije redukcije se dešavaju u katodnom području, gdje se rastvoreni kiseonik u vodi kombinuje sa elektronima da bi generisao hidroksidne jone (O₂ + 2H2O + 4e⁻ → 4OH⁻), kontinuirano pokrećući reakciju korozije.

 

 

Željezni hidroksid [Fe(OH)₂] koji nastaje reakcijom korozije dalje se oksidira do željeznog hidroksida [Fe(OH)₃], stvarajući na kraju labavu i poroznu rđu. Za razliku od gustih metalnih oksidnih filmova, hrđa ne može pružiti zaštitu; umjesto toga, adsorbira vlagu i kisik, ubrzavajući koroziju unutrašnjeg metalnog sloja.

 

 

Naročito kada ioni klorida postoje u vodi, oni brzo prodiru kroz pasivacijski film na površini metala i formiraju začepljene ćelije, uzrokujući lokalnu pitting koroziju.

 

 

Kako se udubljenje kontinuirano produbljuje, na kraju se formira perforacija, što je osnovni pokretač za kratkoročnu-perforaciju u mnogim rashladnim tornjevima.

 

 

 

 

 

 

II. Četiri glavna faktora ubrzanja: ključevi za brzu perforaciju rđe u roku od 3-5 godina

 

(1) Pogoršanje kvaliteta vode u cirkulaciji značajno povećava stopu korozije

 

 

 

 

 

 

Cirkulirajuća voda djeluje kao "katalizator" za koroziju rashladnog tornja. Pogoršanje kvaliteta vode direktno ubrzava koroziju metala i predstavlja najkritičniji faktor ubrzanja. Tokom rada rashladnog tornja, kontinuirano isparavanje vode dovodi do koncentracije soli kao što su hloridni joni i sulfatni radikali u vodi, naglo povećavajući provodljivost vode i povećavajući brzinu elektrohemijske korozije za 3 do 5 puta.

 

 

U međuvremenu, nekontrolisana pH vrednost cirkulišuće ​​vode pogoršava koroziju: kada je pH ispod 6,5, voda je kisela i direktno rastvara metalnu matricu; kada pH prelazi 9, lako se stvara kamenac. Kamenac koji prekriva metalnu površinu uzrokuje koroziju ispod{3}}nanosa, stvarajući lokalne razlike u koncentraciji kisika i ubrzavajući rđanje.

 

 

 

 

 

Osim toga, proces prskanja i aeracije rashladnih tornjeva zasićuje otopljeni kisik u vodi (obično 8-10 mg/L), kontinuirano jačajući katodnu reakciju i podstičući tekuću koroziju. Mikroorganizmi poput bakterija i algi u vodi formiraju biofilmove, a njihov metabolizam proizvodi kisele tvari poput sumporovodika, dodatno oštećujući pasivizirajući film na površini metala i intenzivirajući lokalnu koroziju.

 

 

 

(2) Rani otkaz antikorozivnih premaza metale lišava zaštitnih barijera

 

 

 

 

Antikorozivni premazi na metalnim komponentama rashladnog tornja služe kao prva linija odbrane od korozije. Rani kvar premaza izlaže metale direktno korozivnom okruženju, što dovodi do brzog hrđanja.

 

Neispravnost premaza uglavnom proizilazi iz tri aspekta: prvo, nedostataka u konstrukciji – tokom ugradnje, mnogi rashladni tornjevi imaju nepotpuno uklanjanje rđe sa metalne površine (ne ispunjavaju standard Sa2.5), što rezultira lošim prianjanjem između premaza i metalnih matrica, te naknadnim pucanjem i ljuštenjem; drugo, šteta po životnu sredinu – ultraljubičasto zračenje, dnevne temperaturne varijacije, struganje vode i abrazija prašine u okolini na otvorenom-postepeno stare i pucaju premazi, što poništava njihovu zaštitu;

 

 

treće, strukturne praznine – premazi se ne mogu ravnomjerno nanositi na zavarene šavove, prirubnice i spojeve komponenti, gdje se akumuliraju voda i prašina, postajući „područja katastrofe“ korozije koja prvo rđaju i postepeno prodiru.

 

 

 

(3) Urođeni nedostaci u odabiru materijala i strukturi slabe otpornost na koroziju

 

 

Nepravilan odabir materijala je glavni inherentni faktor za kratkoročno-kodiranje rashladnih tornjeva. Da bi smanjili troškove, mnogi proizvođači koriste običan ugljični čelik ili pocinčani čelik za tijela tornja, nosače i druge komponente, koji imaju slabu otpornost na koroziju, posebno u okruženjima s velikom-slanom ili kiselom vodom s izuzetno velikom brzinom korozije.

 

Nedovoljna debljina pocinčanog sloja i nestandardni procesi pocinčavanja uzrokuju brzo trošenje i ljuštenje pocinčanih slojeva, gube zaštitni učinak. U međuvremenu, nerazumna konstrukcija rashladnog tornja, kao što su preveliki razmaci na spojevima komponenti i loša drenaža, dovodi do dugotrajnog-akumulacije vode i lokalnog korozivnog okruženja. Nepravilan dizajn vjetrobranske strane tornja uzrokuje turbulentno strujanje zraka, ubrzavajući struganje vodene pare po metalima i pogoršavajući koroziju.

 

 

 

(4) Neadekvatan rad i upravljanje održavanjem pogoršava koroziju

 

 

 

Mnogi korisnici zanemaruju svakodnevni rad i održavanje rashladnih tornjeva, ostavljajući probleme korozije neotkrivenim i nekontrolisanim, koji se na kraju brzo razvijaju u perforaciju.

 

Uobičajeni nedostaci održavanja uključuju: propust da se redovno testira kvalitet vode u cirkulaciji i na vrijeme se dodaju inhibitori korozije i kamenca, što dovodi do trajnog pogoršanja kvaliteta vode;

 

neredovno čišćenje kamenca, biofilma i ostataka unutar tornja, što pojačava lokalnu koroziju; neredovni pregled anti-premaza protiv korozije i popravka pukotina i ljuštenja na vrijeme, što dovodi do kontinuiranog izlaganja metala;

 

nedostatak mjera protiv smrzavanja zimi, što uzrokuje pukotine na metalnim komponentama zbog ciklusa zamrzavanja{0}}odmrzavanja i postaje probojna mjesta za koroziju.

 

 

 

III. Zaključak

 

 

Rđanje i perforacija u rashladnim tornjevima nakon nekoliko godina rada nisu uzrokovani samo jednim faktorom, već kombinacijom elektrohemijske korozije kao jezgre, zajedno s-dugotrajnom superpozicijom pogoršanja kvaliteta vode, kvara premaza, oštećenja materijala i konstrukcije, te neadekvatnog rada i održavanja.

 

 

Da bi se produžio vijek trajanja rashladnih tornjeva, napori moraju početi od izvora: odabirom materijala koji su visoko-otporni na koroziju, standardiziranjem konstrukcije antikorozionih premaza, jačanjem kontrole kvaliteta vode u cirkulaciji, provođenjem svakodnevnih inspekcija rada i održavanja i rješavanjem skrivenih rizika od korozije na vrijeme. Samo na taj način se može efikasno usporiti stopa korozije i izbjeći prijevremeno rđanje i perforacija.