خوردگی دیگ بخار

آب­های طبیعی در اثر تبخیر، رسوباتی را بر جا می­گذارند که موجب خوردگی دیگ بخار و بروز مشکلاتی می گردند. همچنین این گونه آب­ها می ­توانند خوردگی سطوح دیگ ­های بخار را شامل شوند. این مشکلات علاوه بر متوقف شدن سیستم و لزوم به تعویض قطعات موجب افزایش هزینه ­های گوناگون می ­گردند. بطور کلی استفاده از آبی عدم منظبق با استاندارد های کیفیت آب  دیگ بخار در دیگ ­های بخار مشکلات زیر را به وجود می­ آورد :

1. تشکیل رسوب بر جداره دیگ بخار (Scaling)
2. خوردگی سطوح دیگ بخار (Corrosion)
3. حمل قطرات مایع توسط بخار(Carryover)
4. کف کردن (Foaming)
5. غلغل کردن (Priming)
6. شکنندگی قلیایی فلز دیگ بخار (Coustic priming)

عوامل زیادی از جمله: ساختمان، فشار دیگ بخار، مقدار تولید بخار و شیوه بهره­برداری، در میزان ایحاد مشکلات سهم مؤثری دارند.

مکانیسم تشکیل رسوب

در اثر وجود املاح محلول در آب سه حالت مختلف رسوب در دیگ بخار تشکیل می­گردد.

1. رسوبات نرم که به جداره ­ها نمی ­چسبند.
2. رسوبات نیمه سخت که به جداره ­ها می­چسبند ولی به آسانی جدا می ­گردند.
3. رسوبات بسیار سخت که چسبندگی زیادی دارند و به آسانی از جداره جدا نمی ­گردند.

رسوبات نوع سوم در دیگ های بخار ایجاد مشکل می­ کنند، بنابراین لازم است آب به شیوه­ ای تصفیه گردد که بتواند آب مناسب جهت تغذیه آب دیگ بخار را فراهم کند و درون دیگ رسوب ایجاد نشود.

ایجاد رسوب درون دیگ بخار به دو دلیل عمده زیر می ­باشد:

1. تغییر در کیفیت شیمیایی آب به هنگام ورود در دیگ بخار: در این فرایند کلسیم بی­کربنات که دارای حلایت زیادی است به کلسیم کربنات که دارای حلالیت بسیار کمی است، تبدیل می ­شود و رسوب می ­نماید.
2. کاهش حلالیت املاح موجود در آب به دلیل افزایش دما: تغییر دما در مکان­های مختلف یک سیستم موجب می­ شود که در اثر بالا بردن دما در مجاورت سطوح دیگ بخار املاح موجود به صورت فوق اشباع درآیند و کریستال­ های رسوب تشکیل شوند و نیز در صورت ایجاد هسته­ های اولیه، رسوبات روی سطوح فلز دیگ بخار ته ­نشین می­ گردند.

به طور کلی برای ته­ نشین شدن املاح موجود در آب شرایط زیر لازم می ­باشد.

1. فوق اشباع شدن: مهم­ترین شرایط برای تشکیل رسوب فوق اشباع بودن محلول است. تغییرات در دما، فشار، PH، تبخیر و تلغیظ از جمله عوامل به وجود آمدن یک محلول فوق اشباع می­ باشند. آب ورودی به دیگ های بخار که در مجاورت جداره­ های گرم دیگ قرار می­ گیرد پس از مدتی به صورت فوق اشباع در می­ آید زیرا با بالا رفتن دما در این ناحیه حلالیت کاهش می­یابد ولی در نواحی دور از جداره­ ها این پدیده روی نمی­ دهد.

   

2. ایجاد هسته ­های اولیه: وجود هسته های اولیه موجب تشکیل ذرات رسوب می ­گردد. عوامل مختلفی مانند ذرات گرد و غبار، رسوبات قبلی، ذرات ایجاد شده از خوردگی و غیره می­تواند به عنوان هسته­ های اولیه ایحاد رسوب عمل کنند.
3. زمان تماس: پس از فوق اشباع شدن محلول و ایجاد هسته­های رسوب، برای رشد ذرات و ته­نشین شدن آن ها به فرصت کافی نیاز می ­باشد.

ترکیبات کلسیم، منیزیم، آهن، مس، آلومینیوم و سیلیس از عوامل رسوب کننده مهم در آب تغذیه دیگ های بخار می باشند. این رسوبات به دو حالت ممکن می­ باشند.

1. رسوبات کریستال شده بر روی سطح
2. رسوبات لجنی بدون شکل و غیر یکنواخت

در شکل زیر دو نمونه از رسوب و چگونگی تشکیل رسوب نشان داده می­ شود.

مشکلات حاصل از تشکیل رسوب در دیگ­ های بخار

ایجاد رسوب در جداره دیگ­ های بخار دو اشکال عمده به وجود می­ آورد که عبارت اند از:

1.  رسوبات حاصل از املاح موجود در آب تغذیه دیگ ­های بخار مانند یک لایه عایق عمل می­ کنند و انتقال حرارت را به مقدار قابل توجهی کاهش می­ دهند. ساختمان رسوب، خلل و فرج موجود در آن ها، ضخامت لایه رسوب بر روی دیواره و شرایط دیگ بخار در مقدار اتلاف حرارت مؤثر می­ باشد. این رسوبات به دلیل کاهش میزان انتقال حرارت از قدرت تولید بخار می­کاهد و موجب پایین آمدن راندمان دیگ­ های بخار می­ گردد یا به عبارت دیگر مصرف انرژی برای تولید میزان مشخص بخار را افزایش می­ دهد.
2. رسوبات دیگ بخار موجب کاهش انتقال حرارت و افزایش بیش از حد دمای فلز می­ گردد که در نتیجه باعث تخریب ساختار فلز و در نهایت ترکیدن آن می­ شود. بدیهی است حساسیت دیگ­ های بخار مدرن که میزان انتقال حرارت در آن­ها بالا است بیشتر می­ باشد. ضریب انتقال حرارت برای رسوبات مختلف متفاوت است. این مقدار برای رسوبات کلسیم کربنات بیشتر است. خلل و فرج موجود در رسوبات نیز ضریب انتقال حرارت را تغییر می ­دهد. اگر این خلل و فرج ها توسط گاز پر شوند انتقال حرارت به مقدار قابل توجهی کاهش می­ یابد. میزان خلل و فرج موجود در رسوبات نیز به درجه فوق اشباع بودن، هسته­ های اولیه، دما، فشار و شرایط محیطی بستگی دارد. اگر رسوب گذاری سریع باشد رسوبات، متخلخل، نرم و غیر چسبنده می ­باشند. رسوبات با گذشت زمان سخت­تر و چسبنده­ تر می­گردند.

    

برچسب ها : آب تغذیه دیگ های بخار, آزمایش آب, آزمایشگاه آب, آنالیز آب, کیفیت آب