Хімія та хімічні технології

Фундаментальні проблеми створення

нових матеріалів і технологій

Михайловська Т.М., Волощук Ю.В.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Попередження утворення солевих відкладень і корозійного зносу у системі гарячого водопостачання

Зменшення швидкостей корозійних і солеосаджувальних процесів у системах гарячого водопостачання досить актуальне завдання.

Присутність у воді розчинених хлоридів, сульфатів, флуоридів, лужних і лужноземельних металів, агресивних газів (кисень, вуглекислий газ), а також висока температура експлуатації системи сприяють інтенсифікації корозійних процесів на вуглецевій сталі.

Основна причина утворення карбонатних відкладень – присутність у природній воді кальцій гідрокарбонату, який при нагріванні води до 50-60 ^оС розкладається з утворенням кальцій карбонату, що й виділяється у вигляді твердої фази на поверхні теплообміну.

Для захисту системи гарячого водопостачання від корозії та солеосадження випробуваний метод інгібування.

Корозійні випробовування проводили на зразках із вуглецевої сталі ст.3 в колбах з терморегулятором. Рух рідини здійснювався за допомогою насоса. Визначалися швидкість корозії (г/м²_·год) масометричним методом, а під час рівномірної корозії – і за глибинним показником П (мм/рік). За методиками [1-3] аналізувалися: загальний солевміст, загальна та карбонатна лужність, твердість, вміст сульфатів, хлоридів, фосфатів, кальцію, магнію, величина рН, індекс стабільності Ланжельє (J).

Дослідження проводилися у воді з показниками відображеними в таблиці. Вихідна вода при 20 ^оС практично нейтральна, лужність зумовлена гідрокарбонат-іонами, твердість – переважно іонами кальцію. Від’ємне значення індексу Ланжельє свідчить про її агресивність.

Таблиця

Фізико-хімічні показники води системи гарячого водопостачання

Умови досліду	Твердість, мг-екв/л	Лужність, мг-екв/л		Са^2+Mg^2+ мг-екв/л		SO4^2-, мг/л	Cl^-, мг/л	PO4^3-, мг/л	Солевміст, мг/л	рН	J
		загальна	карбонатна
			гідрокарбон.
Вихідна вода, 20 ^оС	4,2	2,7	0 / 2,7	3,2	0,8	90,0	290,0	2,0	472,0	6,8	-0,78
Нагрівання 30 год.,70^оС	2,4	0,8	0,4 / 0,4	1,6	0,8	90,0	0	2,0	272,0	8,1	+0,68

Після попереднього нагрівання води протягом 30 годин при 70 ^оС зменшилася твердість і гідрокарбонатна лужність. Під час цього середовище стає лужним і індекс Ланжельє набуває позитивного значення, тобто нагрівання викликає схильність системи до карбонатних відкладень.

Перехід значень індексу Ланжельє в позитивну область не привело за цих умов до значного зменшення швидкості корозії, оскільки за температур 60 ^оС і вище, лімітуючим показником стає наявність в системі кисню.

До подачі інгібіторної композиції швидкість корозії зразків в холодній воді складала 0,1-0,2 мм/рік. Під темно-коричневими ділянками нерівномірно прокородованого металу утворилися глибокі піттінги на 25 добу досліджень. У гарячій воді за такий період швидкість корозії 0,08-0,1 мм/рік, а саме покриття стало рівномірним, коричневого кольору.

Під час застосування інгібіторної композиції (триполіфосфат натрію – 25%, оксіетилідендифосфонова кислота – 65% і цинк сульфат – 10%) після 25 діб випробовувань зразки вкрилися рівномірним шаром продуктів корозії з відсутністю виразок. Для зразків занурених в холодну воду глибинний показник корозії дорівнював 0,059 мм/рік, а ступінь захисту – 75%, для зразків у гарячій воді – відповідно 0,0197 мм/рік і 79 %.

За присутності інгібітора індекс Ланжельє став + 0,95, тобто вода набула здатності утримувати кальцій карбонат у пересиченому стані.

Література:

1. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды // под ред. Л.А.Кульского – К.: Наукова думка. – 1980. – Т.1. – 680 с.

2. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия. – 1984. – 283 с.

3. Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии. – М.: Металлургия. – 1988. – 360 с.

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ

Михайловська Тетяна Миколаївна - Чернівецький національний університет, тел.(0372)58-48-42, к.х.н., доцент, вул. Коцюбинського, 2, хімічний факультет, Чернівецький національний університет, м.Чернівці, 58012

вул. Б.Хмельницького, 34, кв.17, м. Чернівці, 58000, тел.(0372)55-09-76

Волощук Юліана Віліусівна - Чернівецький національний університет,

н. с., вул. Коцюбинського, 2, хімічний факультет, Чернівецький національний університет, м.Чернівці, 58012,