Inhibitory koroze kotlů: typy, dávkování a monitorování

Běžné typy inhibitorů koroze kotlů a kdy je používat

Různé chemické inhibitory se zabývají různými korozními mechanismy. Vybírejte na základě typu kotle (parní vs. uzavřený horkovodní), chemického složení vody, metalurgie a limitů vypouštění/regulace.

Lapače kyslíku (např. siřičitan sodný, alternativy hydrazinu)

Účel: Odstraňte rozpuštěný kyslík, abyste zabránili důlkové korozi a korozi pod nánosem. Typické pro úpravu napájecí vody v parních systémech a pro odvzdušněné doplňování, kde zůstává zbytkový kyslík.

Filmování aminů (těkavé aminy)

Účel: Vytvořte tenký hydrofobní film na kondenzátu a kovových površích na straně páry pro ochranu vedení kondenzátu, odvaděčů kondenzátu a výměníků tepla. Používá se v systémech, kde je běžná koroze kondenzátu (neutralizační koroze).

Fosfátové / alkalizační látky

Účel: Udržování zásaditosti objemové vody a vytváření ochranných fosfátových vrstev na oceli v nízkotlakých kotlích nebo systémech doplňování vody. Musí být kontrolován, aby se zabránilo přenosu a usazování.

Dusitan / molybdenan pro systémy s uzavřenou smyčkou

Účel: Zajistit inhibici koroze pro železné kovy v uzavřených horkovodních systémech (např. Dusitany typicky používané pro okysličené uzavřené systémy; molybdenan lze zvolit tam, kde je dusitan nekompatibilní.

Polymerní dispergátory a prahové inhibitory

Účel: Udržujte oxidy železa a precipitáty tvrdosti rozptýlené, aby nevytvářely hustá místa koroze pod nánosem. Často se používá v kombinaci s jinými inhibitory.

Jak vybrat správný program inhibitorů

Výběr vyžaduje vyvážení metalurgie systému, kvality napájecí vody, provozního tlaku/teploty, environmentálních omezení a kompatibility se stávajícími chemikáliemi.

• Identifikujte dominantní korozní mechanismy (kyslíková důlková koroze, obecná rovnoměrná koroze, štěrbinová koroze, koroze kondenzátu).
• Mapujte systémové materiály (uhlíková ocel, slitiny mědi, nerezové třídy) a upřednostňujte ochranu nejzranitelnějších částí.
• Zkontrolujte regulační limity pro odpadní vody (fosfát, dusitan, molybdenan) a vyberte chemii, která splňuje omezení vypouštění.
• Zkontrolujte chemickou kompatibilitu se stávajícími biocidy, inhibitory vodního kamene a změkčovacími/regeneračními chemikáliemi.
• Před zavedením v plném rozsahu proveďte test kompatibility a výkonu v malé laboratoři (kupón nebo rotační válec).

Principy dávkování a příklad výpočtu

Cíle dávkování jsou normálně vyjádřeny jako mg/l (ppm) aktivního inhibitoru. Možnosti strategie dávkování: kontinuální podávání (upřednostňuje se pro systémy v ustáleném stavu) nebo pravidelné dávkování (používá se pro údržbu nebo spouštění).

Praktické kroky dávkování

• Stanovte cílovou zbytkovou koncentraci inhibitoru (např. 150–300 ppm pro některé filmující aminy nebo 200 ppm aktivní látky pro konkrétní pohlcovač kyslíku – postupujte podle pokynů výrobce).
• Změřte přesně objem systému (litry nebo galony), včetně potrubí a zpětných cest kondenzátu.
• Vyberte přívodní místo (místa), kde se chemikálie rychle mísí (linka pro make-up/napájecí vodu, návrat kondenzátu pro filmování aminů).
• Použijte dávkovací čerpadlo dimenzované k udržení cílové koncentrace při dané rychlosti doplňování a odkalování.

Příklad výpočtu (číslice po číslici)

Předpokládejme, že objem systému = 10 000 l a cílový inhibitor = 200 mg/l (ppm) aktivní. Výpočet:

Krok 1: Násobení objemu cílovou koncentrací: 10 000 × 200 = 2 000 000 (jednotky: mg).
Krok 2: Převeďte mg na gramy: 2 000 000 ÷ 1 000 = 2 000 g.
Krok 3: Převeďte gramy na kilogramy: 2 000 ÷ 1 000 = 2 kg.
Požadovaná hmotnost aktivního inhibitoru = 2 kg k dosažení 200 mg/l v 10 000 l.

Monitorování a analytické kontroly

Implementujte monitorovací program, který ověřuje přítomnost inhibitoru a stav systému – nespoléhejte se pouze na doby chodu čerpadla.

Základní rutinní měření

• Zbytkový inhibitor (testovací soupravy specifické pro výrobce nebo laboratorní analýza) – frekvence: denně až týdně v závislosti na kritičnosti.
• pH napájecí vody, kotlové vody a kondenzátu – kontroluje zásaditost a pomáhá detekovat napadení kyselinou nebo přeplnění.
• Rozpuštěný kyslík (DO) v make-upu a po odvzdušňování – potvrzuje účinnost pohlcovače kyslíku.
• Koncentrace železa (Fe) a mědi (Cu) v ppm nebo ppb – zvyšující se úrovně ukazují na korozní aktivitu.
• Ověření kontroly celkových rozpuštěných pevných látek (TDS) / vodivosti a odkalování.
• Vizuální kontrola pastí, sít a odběrových míst; periodické testy expozice kovového kupónu na rychlost koroze (mm/rok).

Vstřikovací body, vybavení a strategie řízení

Správné umístění vstřiku určuje výkon. U těkavých chemikálií vstřikujte do napájecí vody nebo zpětné páry/kondenzátu; pro hromadné inhibitory vstřikování do napájecí vody nebo horké jímky.

• Nádrž na napájecí vodu / odvzdušňovač: Dobré pro pohlcovače kyslíku a velké zásadité chemikálie.
• Horká jímka / zpětný tok kondenzátu: Upřednostňuje se pro filmování aminů pro ochranu potrubí kondenzátu a výměníků tepla.
• Přívodní potrubí kotle za odvzdušňovačem: zajišťuje vmíchání do velké vody před přeměnou na páru.
• Používejte nekorozivní dávkovací čerpadla a zpětné ventily vyhovující NSF/ASME; nainstalujte porty pro vzorky před a za vstřikovacími body.

Odstraňování běžných problémů

Rychlá identifikace problémů s podáváním nebo kompatibilitou snižuje prostoje. Použijte symptomy naměřených dat k izolaci problémů.

Příznak: Trvale vysoký obsah železa ve vodě z kotle

• Možné příčiny: nedostatečné dávkování, mrtvé nohy s pronikáním kyslíku, špatné odvzdušnění. Akce: ověřte zbytky, zvyšte dávku zachycovače DO, zkontrolujte odvzdušňovač a návrat kondenzátu na úniky vzduchu.

Příznak: Pěna nebo přenos

• Možné příčiny: nadměrné množství fosfátů nebo organických látek; těžko rozpustné sraženiny; kondenzovatelné aminy způsobující přenos. Akce: proveďte kontroly oxidu křemičitého a fosfátů, snižte koncentraci fosfátů, potvrďte kontrolu odkalování kotle.

Symptom: Koroze kondenzátu

• Možné příčiny: nízké pH kondenzátu, přenos kyseliny, nepřítomnost filmového aminu. Opatření: změřte pH kondenzátu, zvažte neutralizaci kondenzátu nebo filmování vstřikování aminu do zpětného toku kondenzátu.

Ohledy na kompatibilitu, bezpečnost a životní prostředí

Mějte na paměti multichemické interakce, bezpečnost personálu a limity vypouštění odpadních vod.

• Kompatibilita: Nikdy nemíchejte neznámé chemické látky bez laboratorního testování. Dusitany mohou reagovat s určitými aminy a organickými látkami. Přísun fosfátů způsobuje usazování – rovnováhu s disperzantem.
• Bezpečnost: Mnoho pohlcovačů kyslíku a koncentrovaných aminových produktů je nebezpečných – používejte vhodné OOP, ohrazení skladů a plány reakce na únik.
• Předpisy: Zkontrolujte místní limity pro vypouštění fosfátů, molybdenanů a dusitanů. Tam, kde je vypouštění omezeno, zvolte chemické přípravky s nízkým dopadem nebo ošetření na místě před vypuštěním.

Vedení záznamů a KPI

Uchovávejte jednoduchý protokol, který spojuje záznamy o dávkování chemikálií s výsledky monitorování a událostmi údržby. Užitečné KPI zahrnují rychlost koroze (mm/rok), trend Fe ppm, reziduum inhibitoru a frekvenci odkalování.

Kontrolní seznam praktické implementace

• Audit systému objemů vody, metalurgie a chemie make-upu.
• Vyberte skupinu inhibitorů odpovídající primárnímu koroznímu mechanismu.
• Před zavedením do celého závodu proveďte zkušební kupón nebo laboratorní test pro potvrzení.
• Nainstalujte měřiče, porty pro vzorky a vymažte SOP pro napájení a monitorování.
• Zaznamenejte výsledky a upravte rychlosti posuvu na základě naměřených zbytků a trendů železa.

Dodržování těchto praktických kroků sníží rychlost koroze, sníží neplánovanou údržbu a prodlouží životnost součástí. Pokud chcete, mohu vytvořit tisknutelný dávkovací list nebo vzorový SOP pro řízení inhibitoru nepřetržitého podávání přizpůsobený objemu vašeho systému a rychlosti sestavení.