Защита от коррозии

Предупредить коррозию теплообменной аппаратуры и трубо­проводов можно, как уже отмечено, поддерживая такой режим контролируемого накипеобразования, который обеспечивает осаж­дение на теплообменной аппаратуре защитной пленки карбоната

кальция.

Уменьшить коррозию можно также обработкой воды гексамета­фосфатом (ГМФ) или триполифосфатом натрия. Для этого реко­мендуется охладительную систему заполнить водой, содержащей 100 г/м3 ГМФ в пересчете на Р2О5 и в течение 5—10 суток заста­вить ее циркулировать в системе. В дальнейшем концентрацию ГМФ в воде можно снизить до 7—10 г/м3 Р2О5. Сообщается также о возможности осуществления кислотно-фосфатной обработки, за­ключающейся в подкислении воды до pH=6,5-Н7,0 при одновре­менном увеличении концентрации гексаметафосфата до 15— 25 г/м3. Большие дозы полифосфатов рекомендуется применять для воды с малой жесткостью (до 2,5—3 мг-экв/л).

Агрессивные свойства воды можно также подавить полностью или резко снизить с помощью силиката натрия, хромата или би­хромата калия, нитрита натрия, молибдатов, вольфраматов, ами­нов, четвертичных солей аммониевых оснований и т. д.

При защите металлов от коррозии силикатами. необходимо при­менять высокомодульные силикаты. Чем ниже модуль силиката, тем более щелочную среду он создает. Казалось бы, что они и должны быть более эффективными ингибиторами. Однако посколь­ку защита достигается в основном за счет кремнезема, а не под­щелачивания раствора, лучшими защитными свойствами обладают высоко модульные силикаты. Силикаты с модулем меньше 2 мало­эффективны, и их применять не следует. Наиболее эффективны силикаты с модулем от 2 до 3,5. При выборе силиката, естествен­но, существенное значение имеет состав электролита. Для кислых электролитов следует подбирать силикат с меньшим модулем, чем для нейтральных и щелочных.

Силикаты могут применяться как в твердом, так и в жидком виде. Для холодной воды целесообразно применять жидкие рас­творы силикатов, так как скорость растворения твердого силиката в холодной воде мала. Кроме того, следует учитывать, что раство­рение силикатов при нормальных температурах и давлениях проис­ходит избирательно, что приводит к понижению модуля в растворе и обогащению кремнеземом нерастворенного осадка. Это связано с процессом растворения, сопровождающимся переходом в раствор основания и выделением аморфного кремнезема:

Na20 • nSi02 + Н20 = 2Na0H*nSi02( (8,41)

Отложение на поверхности аморфного кремнезема препятствует дальнейшему растворению силиката. По этой причине практически полностью растворить высокомодульные силикаты не удается.

Твердые силикаты следует применять только в системах с горя­чей водой, а растворение самого силиката производить по возмож­ности в ограниченном объеме воды. Образующаяся в результате гидролиза щелочь способна пептизировать выделяющийся кремне­зем, переводя его в раствор в виде силиката. Поэтому чем меньше воды будет взято для растворения силиката, тем концентрирован­нее получится образующаяся щелочь и тем сильнее она будет пептизировать кремнезем, повышая модуль растворенного силика­та. Это необходимо учитывать при использовании твердых силика­тов в качестве ингибиторов и конструировании системы питания. Питатели, наполненные твердым силикатом, служащие для ввода
силиката в раствор, следует кон­струировать таким образом, что­бы через них проходила лишь часть воды.

Подпись: Ооработанная кда Рис. 8,4. Конструкция питателя с твердым силикатом для автоматиче-ского прибавления небольших коли-честв силиката к горячей воде: 1 — бак для воды; 2 — бак для силиката; 3 — насос. Силикаты могут быть с успе­хом применены для защиты стальных трубопроводов в про­мышленном и коммунальном во­доснабжении, а также для защи­ты отопительных систем, прачеч­ных и др. В последних случаях можно не только уменьшить «ржавость» воды, но и добиться ее умягчения и понижения расхо­да моющих средств.

На рис. 8,4 приведена конструкция питателя с твердым сили­катом для автоматического прибавления небольших количеств силиката к горячей воде. При большом расходе горячей воды це­лесообразно применить циркуляционный насос, соединив его с си­ликатным баком. Наличие в воде небольших количеств магниевых и кальциевых солей благоприятно сказывается на защитных свой­ствах силикатов. Большие концентрации этих солей, в пределах нескольких процентов, затрудняют растворение силиката в воде и уменьшают стабильность растворов. В воде, применяемой для бытовых нужд, например в прачечных, концентрацию силиката рекомендуется поддерживать на уровне 8н-10 мг/л, а в системах центрального водоснабжения — на уровне 3-4-4 мг/л.

В проточных системах концентрацию силиката следует поддер­живать на уровне 154-20 мг/л. Высокомодульный силикат (Л4=3,3) рекомендуется применять для нейтральных и слабоще­лочных вод, более щелочные силикаты (Л"!=2,4) —для кислых вод (pH=6). Жидкие силикаты вводят с помощью специальных дозиметров ежедневно или через день.

В табл. 8,2 приведены минимальные концентрации силиката, обеспечивающие защиту стали от коррозии в обычной водопровод­ной воде. С течением времени концентрация силиката в воде мо­жет быть снижена до 4—8 мг/л.

Таблица 8,2. Минимальные концентрации силикатов (сМин), обеспечивающие защиту стальных водопроводных труб от коррозии

Состав силиката, %

смин’

мг/л

Плотность раство­ра

45

Na20

Si02

pH = 6

РН< 6

8,9

28,7

20

1,397

18,0

36,0

13

1,546

14,5

29,0

19

1,530

Обработку воды целесообразно проводить своевременно, так как коррозия труб, сопровождающаяся отложением продуктов коррозии, уменьшает пропускную способность линий и сокращает срок службы водопроводов.

Для достижения наилучшей защиты желательно, чтобы приме­няющаяся для охлаждения вода содержала солей не свыше 1004-150 мг/л. Добавление к воде небольших количеств (до 100 мг/л) кальциевых солей благоприятно сказывается на защит­ных свойствах силикатов.

Опыт показывает, что высокомодульные силикаты предотвра­щают явление обесцинкования латуней, наблюдающееся обычно в необработанной воде, а также хорошо предохраняют от коррозии оцинкованные трубы и резервуары, содержащие пресную воду.

Силикаты оказываются также эффективными и в циркуляцион­ных системах. Добавление к воде, которая циркулирует при досту­пе воздуха в охлаждающих, башнях, 25 мг/л высокомодульного си­ликата достаточно для полного прекращения коррозии стали. Ско­рость теплопередачи при этом не ухудшается.

Свинцовые змеевики в циркуляционных системах также защи­щаются от коррозии силикатами при концентрации, равной 2504-500 мг/л. Защита достигается вследствие образования плен­ки из силиката свинца. Алюминиевые сплавы могут быть защище­ны от коррозии в проточных системах при концентрации силиката в воде, равной 1504-200 мг/л.

В замкнутых системах в зависимости от агрессивности среды концентрация силиката должна быть повышена в 4—5 раз. Обра­ботка воды силикатами приостанавливает и коррозию стали, когда она находится в контакте с другими металлами. Силикаты дают определенный эффект при защите биметаллической системы из алюминия и меди; применение силикатов совместно с хроматами улучшает эту защиту. Оптимальной концентрацией считается 40 мг/л Na2Si03 и 500 мг/л ЫагСггО^ Добавки в электролит только силиката не прекращают коррозию. Добавки хромата в количест­ве 1000 мг/л также малоэффективны. Детали, покрытые оловом, судя по электрохимическим измерениям, должны также хорошо защищаться от коррозии силикатами [46].

Защита стальных трубопроводов от коррозии в воде может быть также осуществлена с помощью нитрита натрия, являюще­гося, как было выше показано, хорошим пассиватором. Концентра­ция нитрита натрия зависит от содержания в воде агрессивных хлорид — и сульфат-ионов и pH воды. Ориентировочное соотношение между концентрацией ингибитора и содержанием хлоридов и суль­фатов может быть определено по графику (рис. 5,206). С ростом температуры концентрация нитрита натрия повышается. Зависи­мость защитных свойств нитрита натрия от pH электролита может быть охарактеризована кривыми, представленными на рис. 8,5.

С понижением pH электролита требуются более высокие кон­центрации нитрита натрия для защиты системы от коррозии. Наи­

более оптимальным значением pH яв — к, т/гвЗ ляется 8-4-9. В электролитах со значе­нием pH <6 нитрит натрия плохо за­щищает сталь от коррозии, поскольку он восстанавливается при потенциале коррозии и становится сильным депо­ляризатором. Нитрит натрия хорошо защищает от коррозии сталь, находя­щуюся в контакте с нержавеющими аустенитными сталями, низколегиро­ванными сталями, никелированными и хромированными деталями, но вызы­вает потускнение меди и коррозию цинка и латуни. Поэтому аппаратуру, содержащую латунные или оцинкованные изделия, защищать нитритом натрия не рекомендуется. Хаммер [160] рекомендует воду обрабатывать нитритом натрия и хлораминами для предот­вращения окисления нитрита натрия до нитрата. Концентрация нитрита натрия 200—250 мг/л, значение pH>7.

Подпись: Рис. 8,5. Влияние pH на защит-ные свойства нитрита натрия. Уменьшить агрессивные свойства воды можно также с по­мощью хроматов. Концентрация хромата или бихромата зависит от состава охлаждающих или передающих энергию жидкостей и их температуры. Для обыкновенной водопроводной воды добавка 0,2-—0,5% хромата вполне достаточна для прекращения коррозии стали при комнатной температуре. При большом содержании в во­де хлоридов (от 100 до 1000 мг/л) концентрация хромата должна быть повышена до 2—5%. Хромат, обладающий более щелочными свойствами, имеет преимущество перед бихроматом. При необхо­димости применять бихромат целесообразно электролит подщела­чивать до рН = 8ч-9, добавляя каустическую соду. Для воды с — высоким значением pH можно применять бихромат без дополни­тельного подщелачивания. С повышением температуры электроли­та защитные свойства хромата и бихромата значительно понижа­ются. При температурах 80—90°С концентрация хромата или би­хромата в обычной водопроводной воде должна быть повышена до 1-2%.

Защита сложных конструкций, содержащих несколько метал­лов, требует учета электрохимического поведения отдельных элек­тродов в многоэлектродной системе. В таких случаях требует­ся применять ингибиторы, отличающиеся универсальными защит­ными свойствами (хроматы, нитробензоаты), или смеси ингиби­торов.

В качестве примера рассмотрим электрохимическое поведение конструкции, состоящей из алюминия, стали и меди. В обыкновен­ной водопроводной воде (содержащей 30 мг/л хлоридов) эта трех­электродная система работает таким образом, что анодом служит сталь, которая корродирует, а катодами — алюминий и медь. На­блюдающаяся часто на практике сильная коррозия железных ру­
башек цилиндров у моторов с водяным охлаждением подтверж­дает это. При введении в воду 0,2% бихромата калия коррозии подвергаются железо и алюминиевый сплав, а катодом служит латунь. Полное устранение коррозии охладительной системы до­стигается введением в воду 0,3% бихромата калия. Если вода со­держит более высокую концентрацию хлоридов, то рекомендуется увеличить концентрацию бихромата до 2%. Хорошие результаты можно также получить, если добавить в воду наряду с хроматами высокомодульный силикат. В присутствии этих ингибиторов кон­струкции, состоящие из стали, меди и алюминия, защищаются от коррозии даже при температуре 80—100 °С.

Кроме хромитов и бихроматов калия или натрия можно для этих же целей рекомендовать труднорастворимые хроматы строн­ция и цинка. В последнем случае часть воды, применяемой для охлаждения системы, направляют в бак, содержащий труднорас­творимый хромат стронция или цинка. Вода постепенно насыща­ется хромат-ионами и при смешивании ее с основной массой инги­бирует воду.

В системах, содержащих алюминий, опасным является наличие в воде солей меди. Вторичное их осаждение на алюминиевом спла­ве вызывает сильную местную коррозию. Однако имеются сообще­ния, что в обычной водопроводной воде коррозию можно и в этом случае прекратить при добавлении 0,5—1% хромата калия.

Коррозия алюминия может быть также значительно снижена с помощью хроматов и в щелочных растворах. Введение в электро­лит 1—5% ЫагСгС>4 практически прекращает коррозию алюминия в 0,1—1%-,ном растворе NaOH.

Хроматы и бихроматы оказываются весьма полезными также при защите от коррозии магниевых сплавов. Введение в воду с малым содержанием хлоридов 1—2% хромата или бихромата ка­лия полностью прекращает коррозию обычно применяемых магние­вых сплавов при нормальных температурах. Для защиты сплавов, легированных благородными компонентами, в особенности при высоких температурах (60—80°С), требуются более высокие кон­центрации хроматов (до 5%).

Серьезной проблемой является защита систем с ватерлинией (резервуары, баки, газгольдеры с гидравлическими затворами) в связи с уменьшением со временем концентрации ингибитора в зо­не мениска и развитием коррозии по механизму щелевой. Одними ингибиторами защитить аналогичные системы, как правило, не уда­ется, если только не применять слишком высокие концентрации ингибиторов (до 10—15%).

Подобные системы хорошо защищать от коррозии комбиниро­ванным методом защиты при совместном применении ингибито­ров и протекторов [46]. Сущность метода заключается в том, что металл на уровне предполагаемой ватерлинии покрывается способом металлизации слоем цинка 0,2—0,3 мм, а в электролит вводится в зависимости от его состава 1—5 г/л бихромата калия.

Минимальное количество бихромата рекомендуется для воды, со­держащей не более 30 мг/л хлоридов.

В работах Яковлева [161], посвященных защите систем обо­ротного водоснабжения, содержатся рекомендации для ингибиро­вания воды: при силикатной обработке для обессоленной воды и вод, содержащих 1,5 мг-экв/л НСОз и 20 мг/л C1-+S04-, рекомен­дуется вводить 10—20 мг/л силиката в расчете на S1O2; при более высоком содержании бикарбонат-ионов (1,5 мг-экв/л), хлор — и суль­фат-ионов (35—550 мг/л) концентрацию силиката необходимо уве­личивать до 30—80 мг/л, при 3 мг-экв/л НСОз и 400—650 мг/л (C1-+SOJ") концентрацию силиката следует доводить до 60— 100 мг/л.

Подтверждается эффективность применения смесей ингибито­ров, в частности хроматов с фосфатами, а также фосфатов с суль­фатом цинка: р_екомендуется при содержании в воде 3—

3,5 мг-экв/л НСОз и 400—600 мг/л (CI-+SO4-) добавлять к воде 15—20 мг/л бихромата калия и 2—4 мг/л сульфата цинка. Для вод, содержащих 3 мг-экв/л НСОз и 400—600 мг/л (CH+SO]") и склонных к осаждению на теплообменной аппаратуре карбонат­ных осадков, рекомендуют вводить 20 мг/л динатрийфосфата и 20 мг/л бихромата калия или 8 мг/л динатрийфосфата, 12 мг/л бихромата калия и 4 мг/л сернокислого цинка. Последняя смесь, по мнению авторов, дает лучший защитный эффект.

В тех случаях, когда накипеобразование не играет существен­ной роли, а основная задача заключается в защите системы от коррозии, концентрация полифосфата может изменяться в доволь­но широких пределах. Обычно это бывает тогда, когда содержание кальция и железа в воде невелико. Концентрации полифосфатов, которые обеспечивают защиту от коррозии, зависят от скорости течения воды, ее состава и температуры. В размешиваемых элек­тролитах, где ингибитор все время подводится к металлической по­верхности, резкое замедление коррозии наступает при введении в электролит от 25 до 200 мг/л гексаметафосфата.

В системах, где вода течет с большой скоростью (0,5—2,0 м/с), для прекращения коррозии металла обычно достаточно введения 20—25 мг/л гексаметафосфата натрия. В циркуляционных систе­мах с относительно небольшой скоростью течения воды (до 0,5 м/с) концентрация полифосфата должна быть увеличена в 5—10 раз.

Сталь, находящаяся в контакте с другими металлами, также хорошо защищается от коррозии гексаметафосфатом, при условии усиленного подвода ингибитора к поверхности металла: 25—

50 мг/л полифосфата оказывается достаточным для того, что­бы полностью прекратить коррозию стали, находящуюся в кон­такте с латунью и медью, в усиленно размешиваемой водопровод­ной воде.

С повышением температуры воды увеличивается необходимое количество полифосфата. Однако до 100 °С защита всегда дости­гается при концентрации гексаметафосфата, равной 50—100 мг/л, и при усиленном размешивании электролита.

Наряду с полифосфатами в циркуляционных системах для борьбы с коррозией можно применять и фосфаты. Выбор фосфата зависит от состава воды. Для жестких вод тринатрийфосфат мало эффективен. Монофосфат, по мнению Эванса, дает лучший эф­фект.

В ряде работ рекомендуется в циркуляционных системах охлаждающую воду обрабатывать смесью гексаметафосфата и хромата [40—50 мг/л (NaPOa)6+20—30 мг/л ЫагСгС^ или

ЫагСггСЬ]. Такая обработка, по мнению авторов, способствует от­ложению различных кристаллических пленок и предотвращает появление язвенной коррозии. Значение pH следует поддерживать на уровне 6,5н-7.

В работе [162] было показано, что в системах водоснабжения значительного снижения коррозии можно достигнуть посредством обработки воды азотнокислым кальцием, бурой и гексаметафосфа­том натрия (табл. 8,3).

Эти результаты представляют интерес в связи с тем, что значи­тельное снижение коррозии достигнуто в относительно концентри­рованных растворах хлоридов, в которых подавить коррозию не­большими концентрациями ингибиторов довольно трудно. Поло­жительные результаты, несомненно, связаны с осаждением защит­ных пленок, содержащих кальций.

Роль полифосфатов еще не совсем ясна. Однако предполагают, что они образуют на поверхности металла тонкие фосфатные слои, в состав которых входят ионы защищенного металла, а также ионы кальция. Полифосфаты более эффективны при размешивании электролита, что связывают с постоянным подводом ингибитора и ускорением катодного процесса, который облегчает в связи с за-

Та блица 8,3. Скорости коррозии различных металлов в 5%-ной морской воде в присутствии смеси ингибиторов (200 мг/л гексаметафосфата натрия,

100 мг/л кальция, 100 мг/л буры)* (t=20 сут)

Материал

k, мг /дм2

комнатная температура

прерывистый нагрев до 85 °С в течение 65 ч

без ингибитора

с ингибитором

без ингибитора

с ингибитором]

Малоуглеродистая сталь

15,95

0,45

33,6

2,7

Алюминий

0,8

0,35

привес

0,25

Латунь

4,15

0,75

3,3

0,70

* Электролит получали разбавлением синтетической Na2S04 — 4 г/л; MgCl2-6H20 — 20 г/л; СаС12 — 1,2 г/л.

морской воды (NaCl — 23 г/л;

щелачиванием приэлектродного слоя осаждение карбоната кальция.

Многие исследователи обращают внимание на возможность усиления коррозии при применении концентрированных растворов полифосфатов в связи с образованием растворимых комплексов. Кроме того, в воде, которая имеет щелочную реакцию, при поли­фосфатной обработке иногда обнаруживаются питтинги. Поэтому при фосфатной обработке воды pH рекомендуют поддерживать на уровне 7 или даже несколько ниже.

Исследованием ингибиторов в системах автономного горячего водоснабжения занимались Венцел и Вранглен [163]. В нагре­вательную систему в здании обычно входят бойлер, в котором во­да нагревается и циркулирует через радиаторы, благодаря терми­ческой конвекции или с помощью специальных водяных помп. Хо­лодная вода поступает в медный змеевик, вмонтированный в специальную обогреваемую емкость, и после нагрева идет на даль­нейшее водоснабжение. Ввиду того что циркуляционная система сообщается с атмосферой, вода обогащается кислородом, который окисляет Fe^ до Fe3* участвующий в процессе катодной деполя­ризации. Наличие контакта между двумя разнородными в элек­трохимическом отношении металлами (Fe—Си) приводит к силь­ной коррозии. Положение еще осложняется тем, что продукты коррозии осаждаются на медном змеевике и сильно ухудшают теплопередачу, что приводит к чрезмерному расходу энергии. Не­которые конструктивные изменения в системе — уменьшение под­соса воздуха, электрическое разъединение стальной емкости от медного змеевика, в котором нагревается вода, — могут быть по­лезны, однако они не решают полностью проблему, поскольку осаждение продуктов коррозии на змеевике не прекращается. В связи с этим придается большое значение применению ингиби­торов коррозии.

Авторы проводили опыты на установке, имитирующей бытовое водоснабжение. Некоторые результаты, полученные авторами, представлены в табл. 8,4. В змеевик поступала холодная вода (жесткость по немецкой шкале 4,5, что соответствует 45 мг СаО на литр), затем нагревалась до 80°С. Концентрация ингибито­ров — 1 г/л. В двухкомпонентных смесях ингибиторов (0,5+ +0,5 г/л) сталь более чувствительна к ингибиторам, нежели медь, ее коррозия резко замедляется. Наилучшим ингибитором является нитрит натрия, который к тому же сильно уменьшает отложение осадков на медных змеевиках. Одновременную защиту стали и меди обеспечивает смесь бензоата натрия и нитрита натрия. Хо­рошие результаты были получены и с помощью одного бензоата натрия, тринатрийфосфата калия, цинк-хромата, [К2СЮ4Х X3ZnCr04-Zn(0H)2], а также смесей двух последних ингибито­ров с силикатом натрия. Силикат натрия, а также двойные смеси, содержащие этот ингибитор, уменьшая общую коррозию, склонны, однако, по мнению авторов, вызывать локальную коррозию.

Хотя и обнаружено определенное соответствие между концен­трацией продуктов коррозии в воде и скоростью коррозии стали, отложение этих продуктов на меди зависит от специфических свойств самих ингибиторов коррозии. Относительно большие отло­жения наблюдаются в присутствии гексаметафосфата натрия, си­ликата, гидразина и смеси силиката с гидразином. Несомненно, что некоторые из этих ингибиторов включаются непосредственно в осадки.

Особый интерес, по мнению авторов, в качестве ингибитора представляет смешанный хромат калия и цинка. Его раствори­мость равна примерно 1 г/л. Этого количества может оказаться недостаточно для полной защиты от коррозии. Поэтому в началь­ный момент следует применять более растворимый хромат, а по­том подпитывать систему водой, которая пропускается через пат­рон, содержащий слабо растворимый хромат.

Таким образом, решить вопрос о защите металлов от коррози­онного воздействия агрессивной воды или осаждения на теплооб­менной аппаратуре карбонатных отложений нетрудно. Гораздо

Таблица 8,4. Влияние ингибиторов на скорость коррозии малоуглеродистой стали и меди в бытовых нагревательных системах (сИнг=1 г/л)

k, мг/(дм2сут)

Ингибитор

PH

железа

меди

Отложение

осадков

общая

местная

общая

местная

на меди, мг/(дм2-сут)

Стокгольмская комму­

8,5

26,5

слабая

2,0

слабая

12,3

нальная вода

NaOH 0,01%

10,5

14,4

»

1.5

умеренная

2,5

N2H4

9,5

2,8

»

1,9

слабая

13,0

ИабРзОю

9,8

2,8

»

2,5

нет

4,0

(NaP03)6

7,8

7,9

»

2,1

нет

9,9

Na2Si205

9,7

3,3

интенсивная

1,1

нет

8,2

NaN02

9,4

0,45

нет

1,2

нет

2,7

C6H5COONa

6,5

1,9

слабая

1,4

слабая

2,9

3ZnCr04 • К2СЮ4 • ♦Zn(OH)2

7,0

8,3

то же

1,9

слабая

3,7

Na2Si205+Na5P3Oio

9,8

4,4

умеренная

0,3

слабая

4,2

Na2Si205+3 ZnCr04- •K2Cr0.rZn(0H)2

9,0

2,1

слабая

1,2

слабая

4,3

Na2Si205+N2H4

9,5

1,9

умеренная

2,1

слабая

11,1

NaN02+C6H5C00Na

9,2

0,25

слабая

0,5

нет

4,3

сложее решить задачу, когда тре­буется, чтобы вода не оказывала коррозионного воздействия на ме­таллы и не была склонна при на­греве к накипи.

Подпись: 2рН„ас-рНПодпись: ,мг/лПодпись:image128"Защита от коррозии и образования накипи

Для того чтобы защитить ап­паратуру одновременно от кор­розии и накипеобразования, при­меняют обычно полифосфаты, ха­рактеризующиеся общей форму­лой Na^PxOte+i. Наибольшее применение находят гексамета­фосфат натрия (ЫаРОз)б, трипо — лифосфат натрия Ыа5РзОю, три — фосфат натрия МазРО4-10Н2О и дифосфат натрия Na2HP04- 12Н20 Для определения концентрации г е к с а ‘.и е т а ф о с ф а т а натрия в во­де рекомендуется пользоваться диаграммой, приведенной на рис.

8,6. По оси ординат откладывает­ся так называемый «индекс ста­бильности» (2рНнас — pH), по которому можно определить, явля­ется ли вода опасной в коррозионном отношении или склонной к накипеобразованию, а по оси абсцисс — количество полифосфата, которое необходимо ввести в воду [153]. При индексе стабильно­сти, равном 6, вода не склонна ни к накипеобразованию, ни к кор­розии, и количество полифосфата, которое необходимо ввести в та­кую воду, ничтожно. При индексе стабильности, большем 6, вода вызывает коррозию; при индексе стабильности, меньшем 6, она становится склонной к отложениям. В обоих случаях концентрация полифосфата в воде должна быть увеличена. Количество поли­фосфата, подлежащее добавке, определяется по кривым диаграм­мы. Сплошная кривая соответствует оптимальной концентрации полифосфата, пунктирная — максимально допустимой. На практи­ке наилучшие результаты дает оптимальная концентрация.

Защита от коррозии Защита от коррозии Подпись: (8,42)

Значение pH нас определяется по содержанию кальция в рае — творе, общей щелочности, содержанию солей и температуре воды. Если эти данные известны, то величина рНнас рассчитывается по следующей формуле:

Для природных вод, содержа­щих меньше 500 мг/л минераль­ных солей, можно принять, что ц=0,000025 от общего содержа­ния минеральных солей.

image129Подпись: ВокПодпись: Сжатый _ ■ ■■ "оздух image130Подпись: д Ч>~ •У Подпись:Значение pH в выражении для индекса стабильности соответст­вует концентрации водородных ионов при t—20 °С. Наивысшие концентрации полифосфата, обыч­но применяемые на практике, со­ставляют б—10 мг/л. Более вы­сокие концентрации полифосфа­тов применять не рекомендуется, так как они часто приводят пре­имущественно к карбонатным от­ложениям.

Воду целесообразно предварительно обработать таким образом, чтобы индекс стабильности был близок к теоретическому значе­нию, равному 6. Если состав воды такой, что она может вызвать коррозию, ее целесообразно обработать также другими ингибито­рами (щелочи, силикаты), чтобы индекс стабильности привести к 6. Иными словами, рекомендуется применять полифосфаты в комбинации с другими ингибиторами. Смеси фосфатов с силика­тами дают очень хорошие результаты. Добавки в воду некоторых органических соединений также уменьшают коррозию металлов и склонность воды к накипеобразованию. Поэтому смеси органиче­ских веществ с полифосфатами в настоящее время применяются на практике.

С увеличением температуры воды кривые оптимальных концен­траций сближаются с максимально возможными. В таких случаях следует проводить особо тщательный контроль за количеством вводимого полифосфата. С увеличением содержания железа в растворе количество полифосфата должно увеличиваться. Диа­грамма рис. 8,6 построена для воды в статическом состоянии, со­держащей меньше 2 мг/л железа. Поэтому кривые следует рас­сматривать в качестве ориентировочных, нуждающихся в коррек­тировании для каждого конкретного случая движения жидкости.

При обработке горячей воды, пригодной для питья, в полевых условиях наиболее эффективным среди всех ингибиторов оказался гептаметафосфат натрия Na9P7032. Концентрация этого вещества, равная 7,9 мг/л, полностью защищала железо от коррозии и ис­ключала накипеобразование.

На рис. 8,7 представлена установка, выпускаемая заводами ЧКД «Дукла» в ЧССР, для обработки хозяйственной теплой воды полифосфатами с целью уменьшения коррозии и накипеобразо­вания. Она включает раскисляющий фильтр /, заполненный полу­обожженным доломитом, для доведения концентрации СОг до

равновесной концентрации (pH =7,6—8,4), а также удаления взве­шенных частиц; магнитный прибор для. магнитной обработки во­ды 2 с целью ограничения первичной накипи и дозатор ингибитора кислородной коррозии 3, наполненный «атрий-кальциевым поли­фосфатом, обеспечивающим поддержание концентрации фосфата в воде на уровне 1—4 мг/л.

Вода, обработанная в таких установках, удовлетворяет требова­ниям чехословацких стандартов (CSN830611 и 830616) на питье­вую и теплую хозяйственную воду. Срок службы систем водоснаб­жения увеличивается при этом в среднем в 3 раза (обычный срок службы стальных труб в теплой хозяйственной воде, не обрабо­танной полифосфатами, — 5—7 лет, а оцинкованных — 7—9 лет).

Установки для обработки воды полифосфатами выпускаются различной производительности: от 13 м3 воды/сут до 380 м3/сут. Число подключаемых бытовых помещений может меняться от 50 до 1440.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.