Способ защиты теплообменных поверхностей от коррозии

,15-0,601,5-4,0 Перекись водорода Ортофосфат натрия выдерживают 1-4 ч,4 Ю ГбСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР11 ОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ И АВТОРСНОМУ ЖИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТЕПЛООБМЕННЫПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ КОРРОЗИИ путем периодического введения в охлаждающуюводу реагентов - сернокислого железа, окислителя и стабилизатора величины рН воды щ и й с я тем шения скорости тания, в качес зуют перекись стабилизатора причем перед в шивают в колич щих следующее дающей воде, мСернокислое (по Ре) отличаючто, с целью уменькоррозии и биообрастве окислителя испольводорода, в качестве- ортофосфат натрия,ведением реагенты смеествах, обеспечиваюсодержание их в охлаж1127Изобретение относится к защите теплообменных поверхностей от коррозии и может быть использовано для предотвращения коррозии латун" ных трубок конденсаторов турбин.Известен способ ингибирования замкнутых охлаждающих систем фосфатно-хроматной смесью 1 1,Недостатками этого способа являются высокая токсичность хроматов 1 О и невозможность их применения для прямоточных систем.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ защиты латунных трубок 15 конденсаторов паровых турбин от коррозии нод действием охлаждающей водыеПо известному способу после предварительного удаления осадков с поверхности трубок конденсаторов турбин в водный поток добавляют раст. вор перманганата калия, борной кислоты и сульфата железа в таких количествах, чтобы содержание реа гентов в проходящей через трубки ;. конденсатора охлаждающей воде составляло от 0,01 до 0,02 мг/л перманганата калия, от 0,1 до 0,2 мг/л борной кислоты и от 0,04 до 0,06 мг/л зо сульфата железа, причем растворы этих солей добавляют в охлаждающую воду в течение 1 ч в период 6 недель 2 .Недостатком известного способа является то, что в случае использования в качестве охлаждающей речной воды с общим солееодержанием до 500 мг/л он не обеспечивает надежнои защиты латунных трубок конденсаторов турбин от коррозии.40Кроме того, использование в качест" ве окислителя перманганата калия при длительной эксплуатации может привести к зашламлению контура охлаждения двуокисью марганца, образующейся в результате окисления Ре (11) до Ре (111). Введение борной кисло" ты в указанных количествах не обеспечивает стабилизацию значения рН речной воды при 8,0, необходимого для эффективного образования коллоидных частиц гидратированных окислов железа. Кроме того, борная кислота привопит к увеличению скорости микрборганизмов речной воДы почти в. два раза в течение суток, которые отлагаются на поверхности трубок .конденсаторов турбин особенно в пе 915риод бурного роста и снижают тем самым коэффициент теплопередачи и величину вакуума в турбине.Целью изобретения является умень шение скорости коррозии и биообрастания.Поставленная цель достигается путем периодического добавления в охлаждающую воду сернокислого железа, окислителя - перекиси водорода и стабилизатора величины рН воды - ортофосфата натрия, причем перед введением реагенты смешивают в количествах, обеспечивающих следующее содержание их в охлаждающей воде, мг/л: Сернокислоежелезо (по Ре ) 0,5-2,0Перекись водородаОртофосф: тнатрия 1,5-4,0 и выдерживают 1-4 ч.Смешение реагентов производят в сборном бассейне перед нагнетательными насосами, обеспечивающей хорошее их перемешивание и быстрое растворвне О, 15-0, 60 Контакт смеси реагентов с тепло- обменной поверхностью осуществляют после их взаимодействия между собой в течение 1-4 ч. При этом количество вводимой перекиси водорода соответствует стехиометрии реакции окисления Ре (11) до Ре (111), а добавляемое количество ортофосфата натрия обеспечивает стабилизацию значения рН речной воды в диапазоне 8,7-0,1 единиц рН, что обуславлизает пос-тоянную скорость образования коллоидных частиц гидратированных окисДозировку реагентов осуществляют следующим образом: сернокислое железо дозируют в количестве 0,5-2,0 мг/л в виде мелкодисперсного порошка, . . обеспечивая равномерную дозировку на весь расход охлаждающей воды в течение часа; перекись водорода дозируют в количестве О, 15-0,60 мг/л в виде раствора концентрации 200- 800 мг/л; ортофосфат натрия дозируют в виде мелкодисперсного порошка в количестве, необходимом для дос- тижения концентрации в охлаждающей воде 1,5-4,0 мг/л при равномерномдозировании в течение часа.1127915 Указанный диапазон изменения концентрации сернокислого железа 0,5-2,0 мг/л по Ре (11) обусловлен рядом причин. Дозирование сернокислого железа в охлаждающую воду менее 0,5 мг/л не обеспечивает, образование сплошного защитного слоя окислов железа на поверхности латуни. Возможность зашламления системы и ухудшения теплопередачи, которая наблюдается при содержании Ге (11), больше 2 мг/л, обуславливает верхний предел диапазона изменения концентрации Ге,(11) Диапазон изменения концентрации перекиси водорода 0:, 15-Ъ.,60 мг/л определяется стехиометрией реакции окислителя Ре (11) до Ге (111) и обеспечивает необходимчю стабилизацию коллоидных частиц на. основе (РеООН)/ в течение от 1 до 4 ч после смешения. реагентов. Двухкратный избыток перекиси водорода над стехиометрией приводит к уменьшению времени жизни коллоидов до 1 ч, Ортофосфат натрия в диапазоне 1,5-4,0 мг/л обеспечивает стабилизацию значения рН речной воды 8,7+0,1 единиц рН, что соответствует наиболее благоприятным условиям коллоидообраэования. Проведенные: исследования показывают, что введение в охлаждающую воду ортофосфата натрия в указанных количествах не. 3лов железа и их стабилизацию через час после введения реагентов, и в течение четырех часов с момента смешения реагентов.Это позволяет создать максимальную концентрацию коллоидных частиц (РеООН) нри омывании защищаемой поверхности металла охлаждающей воды, в которой реагенты присутствуют не менее часа. Создание максимально возможной концентрации коллоидных частиц гидратированных окислов железа в охлаждающей воде обеспечивает образование более надежного защитного слоя окислов железа на поверхности медных сплавов.Использование в качестве окислителя перекиси водорода позволяет исключить влияние присутствующих в речной воде окислителей на процесс .,окисления ионов Ре (11) до Ге (111), подавить рост микробиологических культур и избавиться от зашламления системы продуктами восстановления окислителя. приводит к заметному увеличению скорости роста микроорганизмов речнойводы.Реагент добавляют в охлаждающуюводу 1 раз в сутки в течение часана протяжении всего периода бурногоразвития микроорганизмов речной воды вНа фиг. 1 дана зависимость опти ческой плотности раствора от времени взаимодействия реагентов, характеризующей образование ингибирующихколлоидов; на фиг. 2 - влияние состава растворов на рост микроорганиз мов в охлаждающей воде.Как видно из фиг, 1 оптическаяплотность воды после ввода реагентов возрастает в течение часа, чтосвидетельствует об увеличении кон центрации коллоидиых частиц гидратированных окислов железа. Последостижения максимального значенияконцентрации коллоидов наблюдаетсяих стабилизация в растворе в колло идиом состоянии - значение оптической плотности растворов постоянно додостижения четырех часов с момента)введения реагентов в речную воду,После четырех часов начинается процесс коагуляции коллоидных частиц,о чем свидетельствует уменьшениеоптической плотности раствора.Корроэионные исследования дляоценки эффективности предлагаемогоспособа проводят на образцах латуниЛи Л 070-1 .в растворах 500 мг/лхлористого калия. Для интенсификации коррозионного процесса используют методику наложения постоянного 40 потенциала во времени, налагаемыйпотенциал задают отличным от стационарного на 20-30 мВ для медных спла"вов в растворах с содержанием хлориона 500 мг/л.45 Электрохимические исследования,проводят с перемешиванием растворав ячейке с постоянной скоростью.Значение анодной плотности тока раст.ворения образцов латуни в зависимости от состава раствора приведе.ны в таблице. Из полученных результатов видно,что применение предлагаемого способа защиты позволяет уменьшить 55 плотность анодного тока растворениялатунных образцов во всем заявляемом интервале концентраций реагентов по сравнению с известным. Иакизвестный способ не обеспечивает защиту латуни Лот селективной коррозии (обесцинкования) и характеризуется более высокой скоростью общей коррозии латуни, Глубина очаговобесцинкования на образцы составляет от 20 до 120 мкм эа период испытаний. Предлагаемый способ обеспечивает полную защиту латуни Л-б 8от обесцинкования и скорость общейкоррозии в два раза меньшую по сравнению с известным способом. Эффектобусловлен за счет создания максимальной концентрации коллоидныхчастиц гидратированных окислов железа, обеспечивающих образованиезащитного слой на теплопередающейповерхности и подавляющих рост микробиологических культур охлаждающейводы.. Раствор Время вы-держкираствораперед погружениемобразцов,ч отность анодного ка растворения,мА/см ЛЛО 7,0 е (11) О,Об 3 1127915 симальное снижение анодной плотности тока наблюдается при оптимальных концентрациях реагентов с обеспечением времени их взаимодействия до момента погружения образцов от 1 до 4 ч.Действие вводимых реагентов на рост микроорганизмов проводят в речной воде в период их бурного роста, а также на питательной среде в при.сутствии добавляемых в охлаждающую воду реагентов, при этом фиксируют рост колоний во времени.Как видно из фиг. 2 по оси ординат .отложено отношение числа коло ний микроорганизмов, выросших на питательной среде, к числу колоний контрольного посева, на оси абсцисс - время контроля.Прямая 1 соответствует составу 20 известного раствора, прямая 2 -состава раствора предлагаемого способа при оптимальном составе раствора.Проведенные сравнительные полу- промышленные испытания предлагае- , 25 мого снбсоба и известного в течение 3024 ч при проведении 73-х дозировок реагентов показали, что. Состав раствора, мг/л Технико-экономическая эффективность обеспечивается за счет увеличения срока службы трубок и улучшение теплотехнических характеристик оборудования в результате уменьшения биообрастания теплопередающих поверхностей.,РО 1,5 На РО+ 4,0КС 1 500Ре (11) 0,5 Н,О 0,1 Ба РО+ 2 0,15О 2,75 Ре (11) 0 НО 0,15 НаРО+ 2,75 створв рвд йо умением раз цов Продолжение таблицы отноств внодйогока растворения,13035 филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектная,Тираж 899сударственнам изобретеквар Ж"35 у Подписноего комитета СССРний и открытийаупская наб.,д.4/5