Инженерно-технический центр по вопросам коррозии Королевского научного общества Иордании провел независимые исследования, насколько Гидрофлоу эффективно в подавлении внутренней коррозии трубопроводов системы оборотного водоснабжения металлургического завода Jordan Steel.
В трубопроводах системы оборотного водоснабжения металлургического завода Jordan Steel (г.Амман, Иордания) наблюдался рост отложений, которые существенно ухудшали эффективность работы системы охлаждения. Подобную картину можно встретить в системах оборотного водоснабжения многих предприятий. Но в Jordan Steel рост отложений сопровождался активной внутренней коррозией трубопроводов. Как показал анализ, развитие коррозии в системе стимулировало наличие в системе большого количества сульфатредуцирующих бактерий.
Согласно последних исследований, внутренняя коррозия в трубопроводах протекает наиболее интенсивно, если в процессе участвуют микроорганизмы. Причем при участии микроорганизмов скорость коррозии возрастает в 1,5 – 4 раза. Одна из самых распространенных групп таких микроорганизмов – сульфатвосстанавливающие (или сульфатредуцирующие) бактерии (СВБ или СРБ).
СВБ – это группа анаэробных бактерий, которые, контактируя с металлом, выделяют сероводород и органические кислоты. Эти продукты жизнедеятельности СВБ сами по себе очень агрессивны по отношению к углеродистой стали.
Но это только начало. Потому что в результате химической реакции взаимодействия сероводорода с металлом происходит осаждение сульфида железа. Возникает катодно-анодная пара: на аноде (металле) окисляется железо, а на катоде (сульфиде) – восстанавливается водород. Напряжение в этой паре может достигать 0.4В, при этом скорость коррозии стремительно возрастает. В металле развиваются глубокие язвы, что приводит к преждевременному снижению прочностных характеристик конструкции. Особенно интенсивно под действием СВБ протекает коррозия чугуна – сохраняющиеся островки частиц углерода просто рассыпаются от легкого прикосновения.
Живут СБВ как в системах водоснабжения, так и в нефте и газопроводах. Т.е. и там где есть кислород (например, аэрированная вода в системе водоснабжения), и там где его нет (например, в нефтепроводе или водометанольном растворе). Сами СВБ – это анаэробные бактерии (кислород они не любят), и только благодаря симбиозу им удается обитать в таких разных условиях. В системах, где есть кислород, СВБ живут под слоем отложений или под пленками, которые создают для них другие бактерии.
Для борьбы с СВБ обычно применяется как обработка бактерицидами, озоном, УФ- и гамма-лучами, так и пассивация металла трубы.
Колонии бактерий создают на поверхности металла кислородные ячейки (aeration cells) коррозии
Подробнее: S. W. Borenstein, Microbiologically influenced corrosion handbook, 1994
Руководство предприятия обратилось за помощью Инженерно-технический центр по вопросам коррозии при Центре проектирования механических конструкций и технологий Королевского научного общества Иордании. Для решения проблемы Jordan Steel было предложено применить ферритные флокулирующие устройства. А Инженерно-технический центр провел независимое исследование развития ситуации.
Ферритное флокулирующее устройство, предназначены для работы на системах оборотного водоснабжения. Как и ферритное противонакипное устройство, ферритное флокулирующее устройство защищает значительную ее часть оборотной системы.
Антикоррозионный эффект основан на эффекте пассивирования – внутренняя поверхность трубопроводов обедняется электронами – поле устройства оттягивает их к наружной стенке трубы. В результате обедненный электронами металл не может вступить в химическую реакцию.
Одновременно Ферритное флокулирующее устройство подавляет некоторые бактерии и вызывает эффект флокуляции с образованием взвешенных флоков небольшого размера. Развитая поверхность флоков адсорбирует на себя споры бактерий и микроскопических водорослей, затрудняя их размножение, и также адсорбирует на себя и органические вещества – лишая бактерии пищи.
Комплексное воздействие оказывается за счет: пассивирования металла, удаления отложений (СВБ нуждаются в "щите"), прямого уничтожения некоторых бактерий (СВБ живут в симбиозе с другими бактериями), блокирования механизма размножения, блокирования механизма питания симбионтов.
Конструктивно ферритное флокулирующее устройство представляет собой закрепляемый поверх трубы блок, магнитопровод, собираемый вокруг трубы и блок питания. Технология Гидрофлоу защищена патентом, устройства выпускаются с 1991 года. На сегодня в мире работает более 500'000 устройств.
На момент установки индикаторов, химический анализ продуктов, присутствующих на внутренней поверхности трубопроводов, показал высокое количество (60-70%) соединений железа – FeO, Fe(OH)2 и Fe3O4, связанных жирной субстанцией коричневатого цвета.
Через 6 месяцев индикаторы были извлечены, а в одной из точек индикатор было решено оставить еще на месяц.
Уровень окислов железа в отложениях через 6 месяцев составил 49-55%, а через 7 месяцев – 45%. Скорость коррозии на индикаторах через 6 месяцев составила 0.4807 мм/год, а через 7 месяцев - 0.1337 мм/год. Очевидно, что процесс замедления скорости отложения продолжается, и снижение окислов железа – дополнительное тому подтверждение.
Аналогичная ситуация с уровнем отложений. Через 6 месяцев отложения покрывали примерно 45% площади индикатора, а через 7 месяцев – примерно 20%. Система охлаждения действительно стала работать эффективнее.
Был сделаны выводы, что ферритное флокулирующее устройство:
- способствует удалению отложений из систем оборотного водоснабжения;
- подавляет рост бактерий, в том числе СВБ;
- оказывает эффект пассивирования на металл трубопроводов;
- эффективно как на вновь запускаемых объектах, так и на действующих;
- эффект на действующих системах проявляется через несколько месяцев эксплуатации, т.к. существующие отложения часто выступают в роли "щита" для анаэробных бактерий.
Инженерно-технический центр по вопросам коррозии рекомендовал дальнейшее использование этих устройств на заводе. В дополнение к антикоррозионному эффекту, оно экологично, не требует расходных материалов и техобслуживания.
Результаты исследований комментирует эксперт по водоподготовке: "Этот независимый отчет подтверждает практический опыт, который демонстрируют ферритные устройства для водоподготовки по всему миру".
Engineering talk
Ведущий журнал инженеров-
проектировщиков в Великобритании
www.engineeringtalk.com
17 января 2007 г.
Использовано оборудование: .
См. также: