Các loại ăn mòn tháp làm mát
Ăn mòn được định nghĩa là sự phá hủy kim loại bằng phản ứng hóa học hoặc điện hóa với môi trường của nó. Trong hệ thống làm mát, ăn mòn gây ra 2 vấn đề cơ bản: Thiết bị không hoạt động dẫn đến phải ngừng họa động và thay thế. Hai là giảm hiệu quả làm mát do mất truyền nhiệt – kết quả của sự trao đổi nhiệt gây ra bởi sự tích tụ các sản phẩm ăn mòn.
Ăn mòn xảy ra ở cực dương, nơi kim loại tan. Thông thường điêu này được tách biệt bởi khoảng cách vật lý từ cực âm, nơi xảy ra phản ứng giảm. Một sự khác biệt tiềm năng điện tồn tại giữa các vị trí này và dòng điện chạy qua dung dịch từ cực dương đến cực âm, điều này đi kèm với sự di chuyển của các electron từ cực dương đến cực âm qua kim loại.
Đối với thép, phản ứng oxy hóa anot điển hình là
Fe = Fe2+ + 2e–
Phản ứng này đi kèm với những điều sau đây:
Fe2+ + 2 OH– = Fe(OH)2
Hydroxit sắt sau đó kết hợp với oxy và nước để tạo ra hydroxit sắt Fe(OH)3 trở thành chất sắt gỉ thông thường khi khử nước thành Fe2O3
Phản ứng catot chính trong hệ thống làm mát là
O2 + H2O + 2e– = 2 OH–
Việc sản xuất các ion hydroxit tạo ra độ PH cao cục bộ ở cực âm, khoảng 1 – 2 đơn vị PH
Các loại ăn mòn tháp làm mát
Sự hình thành các vị trí anot và catot, cần thiết để tạo ra sự ăn mòn, có thể xảy ra vì một số lý do: tạp chất trong kim loại, ứng suất cục bộ, kích thước hạt kim loại hoặc sự khác biệt thành phần, sự gián đoạn trên bề mặt và sự khác biệt trong môi trường cục bộ (ví dụ nhiệt độ, oxy hoặc nồng độ muối). Khi những khác biệt cục bộ không lớn và các vị trí anot và catot có thể dịch chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trên bề mặt kim loại, sự ăn mòn là đồng nhất. Với sự ăn mòn đồng đều, ô nhiễm thường là vấn đề nghiêm trọng.
Ăn mòn cục bộ xảy ra khi các vị trí anot vẫn đứng yên là vấn đề nghiêm trọng. Các hình thức ăn mòn cục bộ bao gồm rỗ, ăn mòn điện, kẽ hở, ăn mòn dưới bề mòn, ăn mòn giữa các hạt, nứt ăn mòn, ăn mòn vi sinh, ăn mòn chọn lọc
1.Rỗ
Là một trong những dạng ăn mòn phá hoại nhất. Rỗ xuất hiện khi các vị trí anot và catot trở nên tĩnh do sự khác biệt lớn về điều kiện bề mặt. Rỗ thường được thúc đẩy bởi điều kiện vận tốc thấp hoặc bởi sự hiện diện của các ion clorua.Khi lỗ nhỏ được hình thành, dung dịch bên trong nó được phân lập từ môi trường lớn và trở nên ngày càng ăn mòn theo thời gian. Tốc độ ăn mòn cao tạo ra lượng cation kim loại tích điện dương thu hút các anion clorua. Ngoài ra thủy phân tạo ra ion H+. Sự gia tăng nồng độ axit và nồng độ trong lỗ thúc đẩy tốc độ ăn mòn cao hơn. Các chất ức chế có thể được sử dụng để kiểm soát rỗ nhưng phải được áp dụng chính xác
2.Ăn mòn chọn lọc
Là sự ăn mòn của một thành phần hợp kim. Các điều kiện thúc đẩy rỗ thép cũng thúc đẩy sự rỗ đồng mà trong các hệ thống làm mát thường xảy ra do khử trùng. Điều kiện PH thấp (<6) và lượng clo dư cao (>1 ppm)
Clo dư là gì: Tham khảo tại đây
- http://saovietlocnuoc.com/ph-la-gi-cach-do-luong-va-dieu-chinh-ph-cua-nuoc/
- Các phương pháp hữu hiệu kiểm soát ăn mòn tháp giải nhiệt
3.Ăn mòn điện
Ăn mòn điện xảy ra khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc trong dung dịch. Tiếp xúc phải đủ tốt để dẫn điện và cả 2 kim loại phải được tiếp xúc với dung dịch. Động lực cho ăn mòn điện là sự khác biệt tiềm năng điện phát triển giữa 2 kim loại. Sự khác biệt này tăng lên khi khoảng cách giữa các kim loại trong loạt mạ tăng lên.Khi 2 kim loại tiếp xúc trong dung dịch, tốc độ ăn mòn của kim loại hoạt động (anot) tăng lên và tốc độ ăn mòn của kim loại (catot) giảm.
Dạng ăn mòn điện nghiêm trọng nhất xảy ra trong các hệ thống làm mát chứa cả hợp kim đồng và thép. Là kết quả khi các tấm đồng hòa tan lên bề mặt thép và gây ra sự tấn công điện cực nhanh chóng của thép. Lượng đồng hòa tan cần thiết để tạo ra hiệu ứng này rất nhỏ và sự ăn mòn tăng rất khó ức chế khi nó xảy ra. Một chất ức chế ăn mòn đồng là cần thiết để ngăn chặn sự tan rã đồng.
4.Đường nứt ăn mòn
Đường nứt ăn mòn là ăn mòn cực bộ xảy ra trong một khe nứt hoặc bất kỳ khu vực nào. Các giải pháp trong một khe nứt tương tự như các giải pháp trong rỗ ở chỗ chúng được cô đặc và có tính axit cao. Bởi vì các cơ chế ăn mòn trong 2 quá trình hầu như giống hệt nhau, điều kiện thúc đẩy rỗ cũng thúc đẩy đường nứt ăn mòn. Các hợp kim phụ thuộc vào màng oxit để bảo vệ rất dễ bị tấn công tạo các đường nứng vì màng bị phá hủy bởi nồng độ ion clo cao và PH thấp. Điều này cũng đúng với các màng bảo vệ gây ra bởi các chất ức chế anot.
Cách tốt nhất để ngăn chặn sự ăn mòn kẽ hở là ngăn chặn đường nứt. Điều này đồi hỏi phải ngăn chặn các lớp cáu cặn trên bề mặt kim loại. Cáu cặn có thể được hình thành bởi chất rắn lơ lửng, hoặc bằng các chất kết tủa chẳng hạn như muối canxi.
5.Ăn mòn liên vùng
Sự ăn mòn giữa các hạt là tấn công cục bộ xảy ra ở các biên hạt kim loại. Nó là trường hợp phổ biến nhất đối với thép không gỉ đã được xử lý nhiệt không đúng cách. Trong các kim loại này, crom là kim loại ít bị ăn mòn hơn do khu vực biên hạt bị cạn kiệt. Sự ăn mòn giữa các hạt cũng xảy ra trong một số hợp kim nhôm có độ bền cao.
6.Ăn mòn nứt
Ăn mòn nứt xảy ra do kim loại bị nứt trong môi trường ăn mòn. Các hợp kim hệ thống làm mát thường được sử dụng có thể bị nứt do ứng suất bao gồm thép không gỉ và đồng thau. Độ nhạy của thép không gỉ với ăn mòn nứt tăng đáng kể khi nhiệt độ tăng lên. Chloride cũng là chất đóng góp chính cho ăn mòn nứt của thép không gỉ. Nồng độ clorua cao sẽ làm tăng tính nhạy cảm. Mặc dù nhiệt độ nước thấp thường ngăn chặn nứt nhưng ăn mòn nứt thép không gỉ có thể xảy ra trong các hệ thống làm mát.
Đối với đồng thau, ion amoni là nguyên nhân chính của ăn mòn nứt. Nơi có khả năng nhất của ăn mòn nứt bắt đầu là các khe nứt hoặc các khu vực nơi dòng nước bị hạn chế. Điều này là do sự tích tụ nồng độ cao chất dinh dưỡng trong khu vực này.
Cách hiệu quả nhất để ngăn chặn ăn mòn nứt trong cả 2 hệ thống bằng thép không gỉ và đồng thau là giữ cho hệ thống sạch sẽ và không bị lắng động. Một hệ thống xử lý nước kiểm soát cáu cặn là bắt buộc. Chất ức chế ăn mòn tốt cũng có lợi.
7.Ăn mòn vi sinh
Vi sinh vật trong nước làm mát tạo thành màng sinh học trên bề mặt hệ thống làm mát. Màng sinh học bao gồm các sinh vật và các chất tiết polymer hydrat hóa của chúng. Nhiều loại sinh vật có thể tồn tại trong bất kỳ màng sinh học đặc biệt từ vi khuẩn hiếu khí đến vi khuẩn kỵ khí như vi khuẩn giảm sulfat ở bề mặt kim loại bị cạn kiệt oxy.
Sự hiện diện của màng sinh học có thể góp phần ăn mòn theo 3 cách: Lắng đọng vật lý, sản phẩm phụ ăn mòn và khử cực của tế bào ăn mòn do phản ứng hóa học gây ra.
Cáu cặn có thể gây ra sự ăn mòn cục bộ tăng tốc bằng cách tạo ra các tế bào sục khí vi phân. Hiện tượng tương tự này xảy ra với một màng sinh học. Bản chất không đồng dạng của sự hình thành màng sinh học tạo ra sự khác biệt vốn có được tăng cường bởi sự tiêu thụ oxy của các sinh vật trong màng sinh học.
Nhiều sản phẩm phụ của quá trình chuyển hóa vi sinh vật bao gồm các axit hữu cơ và hydrogen sulfide có tính ăn mòn. Những vật liệu này có thể tập trung trong màng sinh học, gây ra sự tấn công kim loại tăng tốc.
Ăn mòn có xu hướng tự giới hạn do sự tích tụ các sản phẩm phản ứng ăn mòn. Vi khuẩn có thể hấp thụ một số nguyên liệu này trong quá trình trao đổi chất của chúng do đó loại bỏ chúng khỏi vị trí anot hoặc catot. Việc loại bỏ các sản phẩm phản ứng được gọi là khử cực, kích thích sự ăn mòn hơn nữa.
8.Xói mòn ăn mòn
Xói mòn ăn mòn là sự gia tăng tỷ lệ suy giảm kim loại từ các hiệu ứng mài mòn. Xói mòn ăn mòn tăng lên bởi vận tốc nước cao và chất rắn lơ lửng.
Các sản phẩm dùng cho tháp làm mát
