Corrosión debajo de la incrustación del enfriador

Introducción a la corrosión debajo de los depósitos 1. Definición: Corrosión debajo de los depósitos: Corrosión que ocurre debido a los depósitos presentes en la superficie del metal. 2. Mecanismo de corrosión: Se trata de un tipo especial de corrosión localizada. Su mecanismo se debe a que, debido a la geometría del equipo y a los productos de corrosión y depósitos, el flujo del medio en la superficie del metal y la difusión del dieléctrico se ven limitados. Esto provoca que la composición química del medio dentro de las cavidades bloqueadas sea muy diferente de la del medio en general. Además, el valor de pH del medio en esas cavidades cambia significativamente, lo que genera corrosión en forma de celdas bloqueadas. El potencial eléctrico de los electrodos también disminuye, lo que contribuye a la corrosión. Según su principio de corrosión, se puede dividir en corrosión ácida y corrosión alcalina; por lo general, la corrosión que ocurre debajo del sedimento en los sistemas de enfriamiento por circulación es de tipo ácido. La incrustación se refiere al proceso por el cual los componentes que causan incrustaciones presentes en el agua de enfriamiento se acumulan sobre la superficie metálica del lado del agua. La suciedad es un conjunto de sustancias sólidas, incluyendo los depósitos calcáreos. Los tipos de suciedad más comunes son: lodos y partículas de polvo, productos de corrosión, organismos orgánicos naturales. También se encuentran fragmentos, alúmina, aluminio fosfato, hierro fosfato y depósitos de suciedad en general. La suciedad en las torres de enfriamiento proviene de los siguientes orígenes: ① La suciedad proveniente del agua de reabastecimiento. ②Proviene de la contaminación del aire. ③Suciedad proveniente del propio sistema. Los microorganismos son seres muy pequeños, que en su mayoría no pueden verse a simple vista. Entre las especies de microorganismos se encuentran las bacterias, las algas, los hongos y los protozoos. Estos microorganismos se reproducen en gran cantidad dentro de los sistemas de agua de refrigeración, lo que hace que el color del agua se vuelva oscuro y que aparezca un olor desagradable. La destrucción del medio ambiente genera una gran cantidad de lodo, lo que disminuye la eficiencia de enfriamiento de las torres de refrigeración. Además, aumentan las pérdidas de presión, ya que la eficiencia disminuye rápidamente. Las algas que se depositan en la superficie metálica causan una grave corrosión debajo de la capa de suciedad. Todo esto hace que el sistema de agua de refrigeración no pueda funcionar de manera segura a largo plazo, lo cual afecta la producción y provoca pérdidas económicas. Por lo tanto, los daños causados por los microorganismos y la corrosión por incrustaciones son igualmente importantes en cuanto a los efectos que tienen sobre el agua de enfriamiento. Entre estos tres factores, el control de los daños causados por los microorganismos debería ser la prioridad principal. Los microorganismos presentes en el agua de enfriamiento son de las siguientes categorías: hongos, bacterias sulfúricas, bacterias reductoras, bacterias autótrofas, bacterias heterótrofas, bacterias sulfurosas, bacterias ferrosores, bacterias nitrificantes y algas. Las algas son plantas verdes de nivel inferior; no tienen diferenciación en tallos ni hojas. Por eso también se les denomina plantas primitivas. La principal diferencia entre las algas y los hongos es que las algas poseen cloroplastos con pigmentos, lo que les permite realizar la fotosíntesis. Los organismos fotosintéticos autótrofos son los que producen nutrientes. En los sistemas de agua de refrigeración en circuito cerrado, son comunes tres tipos de algas: las cianobacterias, las algas verdes y las diatomeas. En las piscinas de agua de refrigeración y en las torres de enfriamiento, las algas que crecen y mueren debido a la luz solar terminan formando parte de los sedimentos presentes en el sistema de refrigeración. La corrosión debida a los metales se debe a la corrosión electroquímica, que cuenta con un efecto autocatalítico. La corrosión ácida se produce por la despolarización del hidrógeno (2H++2e→H2). Los productos de la corrosión son principalmente sales solubles; la hidrólisis de estas sales aumenta aún más la acidez del medio, lo que acelera la corrosión del metal. La corrosión del agua en las superficies metálicas es, principalmente, una corrosión electroquímica. En la celda de corrosión, la reacción en el cátodo es, sobre todo, la reducción del oxígeno. El metal que se encuentra en las zonas cerradas debajo de los depósitos de suciedad actúa como ánodo; la reacción en el ánodo es la disolución del hierro. La reacción de corrosión del acero al carbono en agua es la siguiente: Reacción anódica: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻. La hidrólisis del Fe²⁺ es: Fe²⁺ + H₂O → Fe(OH)₂ + H⁺. Esto hace que el pH del medio situado debajo del sedimento disminuya aún más, lo que acelera la corrosión. Reacción en el cátodo: O2 + 2H2O + 4e⁻ = 4OH⁻. En otras palabras, la corrosión que ocurre debajo de la capa de óxido en los metales se debe a que existe un efecto autocatalítico en su proceso de corrosión electroquímica, lo cual acelera la corrosión del metal. El mecanismo electroquímico de la corrosión por picaduras y la corrosión por grietas es similar al de este caso. La incrustación que se forma en las superficies de intercambio térmico de los equipos de intercambio de calor suele tener una densidad, espesor y composición química variables. Esta capa de suciedad irregular provoca una heterogeneidad electroquímica en la superficie metálica, lo que facilita la aparición de reacciones de corrosión química. Además, la incrustación hace que ciertos componentes corrosivos presentes en el agua, como H+, OH-, Cl-, Mg2+ y S2-, se acumulen en la superficie metálica debajo de la incrustación, lo que también genera reacciones de corrosión química. Como resultado de esto, la superficie metálica se daña y se adelgaza; la corrosión puede llegar a penetrar la chapa del equipo, causando fugas en él. Los resultados de las investigaciones existentes indican que la formación de corrosión debajo del sedimento requiere ciertas condiciones y un período de incubación. Las condiciones principales son la presencia de aniones agresivos en el medio, así como de oxidantes. La zona de corrosión que se forma al bloquear la batería es muy pequeña; por lo tanto, el electrolito presente en dicha zona tiene dificultades para convectirse y difundirse con los medios externos. En el interior de la batería obstruida, debido a la reacción en el ánodo, la hidrólisis de los iones metálicos provoca un aumento en la actividad de H+. Esto hace que el medio en la zona afectada por la corrosión se vuelva aún más ácido, lo que a su vez aumenta la velocidad de la reacción de corrosión. Las impurezas como el MnS en los metales, los defectos en la superficie, la capa de óxido resultante del laminado y las sustancias adheridas a la superficie (en particular, los sulfuros sueltos), los medios estacionarios, el Cl‑ presente en dichos medios y las temperaturas elevadas favorecen la formación y desarrollo de obstrucciones en las baterías. La presencia de oxígeno aumenta la velocidad de la corrosión por perforación en 1 o 2 órdenes de magnitud. La gravedad hace que los orificios en la parte inferior del recipiente se desarrollen a una velocidad mucho mayor que los orificios en las superficies verticales y hacia abajo, lo que provoca que la parte inferior del recipiente sea la primera en perforarse. Los sulfuros presentes en el medio forman, sobre la superficie del acero, una capa de sulfuro no compacta de cierto espesor. Esta capa ayuda a retener la humedad en la zona obstruida y dificulta la difusión del medio hacia el exterior. Esto acelera la formación de celdas obstruidas y el desarrollo de la corrosión por perforación. Las celdas obstruidas que se forman pueden causar la perforación de las placas de acero de 3 a 24 meses después de su formación. Por su parte, las superficies lisas y limpias ayudan a evitar la formación de obstrucciones en las baterías. Una vez que se forman estas obstrucciones, se puede ralentizar el proceso de corrosión mediante la limpieza de las superficies. 3. Peligros: En los procesos de producción de productos petroquímicos y termoeléctricos, la formación de incrustaciones en los refrigeradores es un problema común. Estas incrustaciones reducen la eficiencia en la transferencia de calor por parte de los equipos, lo que a su vez disminuye su capacidad de producción ； Aumenta la resistencia al flujo del medio, lo que eleva el consumo energético del equipo de transporte. La capa de suciedad también puede causar corrosión debajo de los equipos, acortando su vida útil ； En casos graves, provoca obstrucciones en los equipos, lo que afecta la producción estable del dispositivo e incluso puede causar su parada. Actualmente, la incrustación en los enfriadores se trata principalmente mediante paradas periódicas para su limpieza (limpieza química o con alta presión). Se trata de una solución posterior, que no puede resolver problemas como la baja eficiencia y la corrosión debida a la formación de incrustaciones durante el funcionamiento del enfriador. Las impurezas como el lodo que se transporta con el agua tienden a depositarse, formando incrustaciones. Esto provoca corrosión debajo de dichas incrustaciones. Cuanto mayor sea la concentración de oxígeno en la solución, mayor será la diferencia de concentración entre las fases acuosa e incrustada. Por lo tanto, también aumentará la diferencia de potencial entre los polos positivo y negativo. Esto hace que el hierro reaccione más fácilmente con el oxígeno, lo que genera corrosión. Cuanto más gruesa es la capa de incrustaciones, mayor es la probabilidad de que se produzca corrosión debajo de ellas, y esta se extiende hacia adentro hasta causar perforaciones.