خنثی‌سازی خوردگی و محافظت از دیگ‌ها، دانشی است که ما در صنعت شیمی باید بدانیم!

Thread Content

منبع: جیانگسو جیایان ایمنی؛ تاریخ اضافه شدن: ۲۰۱۶-۱۲-۲۷، ساعت ۱۴:۲۴:۴۹؛ تعداد بازدیدها: ۱۳۱. خوردگی دیگ‌ها در هنگام توقف: اگر در زمان توقف دیگ، اقدامات حفاظتی مناسبی انجام نشود، سطح فلزی بدنه دیگ و کل سیستم بخار، تحت تأثیر اکسیژن محلول قرار گرفته و دچار خوردگی می‌شود؛ سرعت خوردگی در این حالت بسیار بیشتر از زمان کارکرد دیگ است. مشخص شده است که اکثر دیگ‌هایی که دچار خوردگی شدید می‌شوند، به دلیل محافظت نامناسب در هنگام توقف فعالیت دیگ ایجاد می‌شوند؛ و اگر این محصولات خوردگی پاکسازی نشوند، پس از راه‌اندازی مجدد دیگ، باعث تسریع فرآیند خوردگی الکتروشیمیایی خواهند شد. بنابراین، خوردگی ناشی از توقف کار دیگ‌ها نه تنها عمر مفید آن‌ها را کوتاه می‌کند، بلکه می‌تواند خطراتی برای عملکرد دیگ‌ها ایجاد کند. خوردگی ناشی از توقف کارکرد دیگ‌ها: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429454533-0.jpg
۱. دلایل خوردگی در هنگام توقف کارکرد دیگ‌ها: پس از توقف کارکرد دیگ، مقدار زیادی هوا وارد سیستم بخار و آب دیگ می‌شود؛ به‌ویژه زمانی که آب دیگ پس از خنک شدن خشک نشود، لایه‌ای از آب روی سطح فلزات تشکیل می‌شود. اکسیژن موجود در هوا به راحتی در این لایه آب حل شده و به حالت اشباع می‌رسد. همچنین، پس از واکنش اکسیژن با آهن، اکسیژن موجود در هوا به سرعت جایگزین آن می‌شود؛ بنابراین خوردگی فلزات به راحتی رخ می‌دهد. اگر آب فرآیند باقی‌مانده روی سطح فلز حاوی Cl- یا SO42- باشد، خوردگی شدیدتر خواهد بود. دوم، عوامل مؤثر بر خوردگی در هنگام توقف کار کوره:
http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429452034-1.jpg
میزان خوردگی در طول دوران توقف کار کوره، به عوامل مختلفی بستگی دارد. موارد اصلی آن عبارتند از: ۱. رطوبت؛ برای کوره‌هایی که از تولید آب خاموش شده‌اند، رطوبت موجود روی سطح فلزی تأثیر زیادی بر سرعت خوردگی دارد. هنگامی که رطوبت هوا بالاست، رطوبت به راحتی روی سطح فلزات تجمع یافته و لایه‌ای از آب ایجاد می‌کند که باعث تشدید خوردگی می‌شود. هنگامی که سطح فلز خشک باشد و رطوبت نسبی در داخل دیگ کمتر از ۳۰٪ باشد، می‌توان خوردگی آهن را به طور کامل جلوگیری کرد. ۲. میزان نمک در آب: افزایش میزان نمک در آب موجود در داخل بویلرها یا روی سطوح فلزی، باعث تسریع فرآیند خوردگی می‌شود؛ به‌ویژه هنگامی که میزان اکسیدها و سولفات‌ها افزایش یابد، سرعت خوردگی به طور قابل توجهی بالا می‌رود. ۳. میزان تمیزی سطح فلز: هنگامی که روی سطح فلز رسوبات یا ذرات آبی وجود داشته باشد، آب اضافی به راحتی در آن ناحیه جمع می‌شود؛ در نتیجه سطح فلز در زیر این رسوبات همواره مرطوب باقی می‌ماند. همچنین، این رسوبات مانع از نفوذ اکسیژن می‌شوند، در حالی که سطح فلز در اطراف این رسوبات، دارای میزان اکسیژن کافی است. بدین ترتیب، به دلیل تفاوت غلظت‌ها، یک سلول خوردگی ناشی از تفاوت غلظت ایجاد می‌شود؛ در نواحیی که غلظت اکسیژن در اطراف لجن و رس بالاتر است، کاتد شکل می‌گیرد و در نواحیی که غلظت اکسیژن زیر لجن و رس پایین‌تر است، آند شکل می‌گیرد و در نتیجه فلز زیر لجن و رس دچار خوردگی می‌شود. همان‌طور که مشخص است، برای جلوگیری از خوردگی در صورت توقف کار دیگ، باید سطح فلزی دیگ را خشک و تمیز نگه داشت و لجن یا ذرات آب انباشته شده را به موقع حذف کرد ； در مورد روش‌های محافظتی مبتنی بر آب، باید تا حد امکان میزان نمک موجود در آب کاهش یابد تا از شتاب گرفتن فرآیند خوردگی توسط اکسیژن جلوگیری شود. روش‌های رایج برای محافظت از دیگ‌های بخار در هنگام توقف کار آن‌ها:
http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429452315-2.jpg
۱. اصول پایه‌ای برای نگهداری دیگ‌های بخار در هنگام توقف کار عبارتند از:
۱. جلوگیری از ورود هوای خارجی به سیستم بخار و آب دیگ ； ۲. حفظ خشکی سطوح فلزی در سیستم نوشابه‌سازی ； ۳. ایجاد لایه‌ای نازک با خواص ضدخوردگی بر روی سطح داخلی فلز، جهت جداسازی هوا ； ۴. فرو بردن سطح فلز در محیطی حاوی خنثی‌کننده اکسیژن یا سایر مواد محافظ. دوم، روش‌های نگهداری: دو دسته اصلی وجود دارد: محافظت خشک و محافظت مرطوب.
محافظت خشک:
۱۱. روش استفاده از خشک‌کن‌ها: این روش برای محافظت از کوره‌هایی مناسب است که به مدت طولانی (بیش از سه ماه) خاموش باقی می‌مانند. برای کتری‌هایی که حجم مخزن بخار، نسبت به حجم کل آب دیگ، بیشتر است، استفاده از این روش مناسب‌تر است. روش‌های مشخص آن به شرح زیر است: (۱) پس از توقف کارکرد دیگ بخار باقی‌مانده، باید نگهداری لازم برای آن انجام شود. هنگامی که دمای ورودی دیگ به زیر ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد و دمای آب دیگ به حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد، دریچه‌های تخلیه را باز کرده و آب دیگ را به طور کامل و سریع برای خارج کردن گرمای اضافی، تخلیه می‌کنند. سوراخ‌های بازرسی را باز کنید، رسوبات آب و خاکستر موجود در داخل دیگ بخار و همچنین خاکستر ناشی از فرآیندهای سوزاندن را حذف کنید؛ سپس از گرمای باقی‌مانده در کوره برای خشک کردن سطوح گرمایشی و تجهیزات موجود در دیگ بخار استفاده کنید. پس از خشک شدن، درها و شیرهای مربوط به دیگ بخار را ببندید. (۲)، خشک‌کن‌ها را در مخازن بخار و اتصالات مربوطه قرار دهید (محل و تعداد خشک‌کن‌هایی که قرار داده می‌شوند باید ثبت شود تا فراموشی رخ ندهد). بلافاصله پس از قرار دادن، دریچه‌های ورودی مخزن بخار و تمام شیرهای مربوط به سیستم بخار را ببندید تا سیستم بخار کاملاً از هوای محیطی جدا شود. میزان استفاده از خشک‌کن و نحوه تشخیص عدم کارایی آن: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/14294532R-3.jpg (۳)، هنگام نگهداری خشک‌کن باید به موارد زیر توجه کرد: خشک‌کن نباید مستقیماً با سطح فلزی دیگ‌ها در تماس باشد؛ می‌توان آن را در ظروفی مانند سینی‌های آهنی قرار داد ； پس از قرار دادن خشک‌کن، دریچه‌های دسترسی و سایر درپوش‌ها باید کاملاً بسته شوند؛ همچنین شیرهای موجود روی لوله‌های بخار و آب نیز باید بسته گردند ； باید وضعیت خشک‌کن را به طور منظم بررسی کرد؛ معمولاً در بار اول، حدود نیم ماه یکبار وضعیت خشک‌کن بررسی می‌شود و پس از آن، هر ماه یکبار بررسی می‌گردد. در صورت از بین رفتن کارایی آن، باید به موقع تعویض شود. ۲. روش خشک‌کردن: روش خشک‌کردن معمولاً برای جلوگیری از فرسودگی در طول تعمیرات دیگ‌ها استفاده می‌شود. هنگامی که دمای آب داخل کتری به حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد، تمام آب کتری خالی می‌شود و از گرمای باقی‌مانده کوره برای خشک کردن سطح فلزی کتری استفاده می‌گردد. ۳. روش پر کردن با آمونیاک: این روش معمولاً برای محافظت از کوره‌های نیروگاه‌ها در هنگام توقف طولانی‌مدت آن‌ها استفاده می‌شود. از آنجایی که آمونیاک بر روی مس خورندگی ایجاد می‌کند، هنگام استفاده از روش پر کردن با آمونیاک، باید تمام قطعات مسی موجود در سیستم بخار و آب دیگ را جدا کرد یا آن‌ها را مسدود و ایزوله نمود. روش اشباع با آمونیاک، پس از تخلیه آب از دیگ بخار، شامل ورود گاز آمونیاک به داخل دیگ است تا فشار گاز آمونیاک در دیگ در سطح ۱۳ کیلوپاسکال حفظ شود؛ این کار به منظور خارج کردن هوا و کاهش میزان اکسیژن موجود در لایه آب روی سطح فلزات انجام می‌شود. از آنجایی که حل شدن گاز آمونیا در لایه آب، باعث می‌شود سطح فلز دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی باشد، روش استفاده از آمونیا الزامات سختگیرانه‌ای برای میزان خشکی سطح فلز ندارد؛ اما لازم است کل سیستم کاملاً بدون نشت باشد. برای بررسی نقاط احتمالی نشت گاز آمونیا، از کاغذ آزمایش رت‌بلو مرطوب استفاده کنید؛ اگر رنگ کاغذ از قرمز به آبی تغییر کرد، یعنی گاز آمونیا در حال نشت است و باید فوراً نشت را مسدود کرد. همچنین، کار با آتش آشکار باید به شدت ممنوع شود تا از انفجار جلوگیری شود. ۴. روش محافظت با مواد ضدخوردگی: مواد ضدخوردگی که برای محافظت از کوره در هنگام توقف آن استفاده می‌شوند، معمولاً دارای فراریت خوبی هستند؛ به همین دلیل، این روش را روش مواد ضدخوردگی گازی نیز می‌نامند. عوامل ضدخوردگی اصلی عبارتند از: نمک‌های غیرآلی آمونیوم مانند کربنات آمونیوم، بی‌کربنات آمونیوم و دی‌هیدروفسفات آمونیوم؛ آمین‌های آلی مانند کربنات سیکلوهکزیل‌آمین، ** و بنزوئیک اسید؛ همچنین عامل ضدخوردگی ترکیبی TH901. ویژگی‌های این نوع مواد ضدخوردگی عبارتند از: فرار بودن و توانایی ایجاد فشار بخار مشخصی ； می‌تواند لایه‌ای محافظ روی سطح فلزات ایجاد کند و دارای قدرت ضدزنگ بالایی است ； نیاز چندانی به خشکی سطح فلزات وجود ندارد؛ به‌ویژه، ماده ضدخوردگی TH901 حتی روی سطوح فلزی مرطوب نیز اثرات ضدخوردگی خوبی دارد. نحوه استفاده: پس از تخلیه آب از دیگ، رسوبات را بردارید، ماده شیمیایی را با نسبت مشخص به طور یکنواخت درون دیگ بریزید، دریچه‌ها را ببندید و سیستم را کاملاً مهر و موم کنید. لازم به ذکر است که اکثر این مواد ضدخوردگی، امونیاک را تبخیر می‌کنند و باعث خوردگی قطعات مسی می‌شوند. بنابراین، تمام قطعات مسی موجود در سیستم بخار و آب دیگ باید جدا شوند یا مسدود و از هم جدا گردند ； یا از مخلوطی از **بنزوتریازول و کربنات سیکلوهکسیلامین با نسبت ۳:۲:۷ (از نظر جرمی)** به عنوان ماده ضدخوردگی برای جلوگیری از خوردگی قطعات مسی استفاده شود. محافظت مرطوب ۲: محافظت مرطوب به روشی از محافظت گفته می‌شود که در طول تعمیرات، دیگ بخار را با محلول‌های آبی حاوی مواد محافظ پر می‌کند تا از ورود هوا به سیستم جلوگیری شود. این روش را می‌توان به انواع زیر تقسیم کرد: ۱. روش محلول قلیایی: در این روش، از محلول‌های قلیایی برای پر کردن دیگ بخار استفاده می‌شود تا pH محلول بالای ۱۰ شود؛ این کار باعث پوشش فلزات و جلوگیری از خوردگی آن‌ها توسط اکسیژن محلول می‌شود. معمولاً از مخلوط هیدروکسید سدیم و فسفات سدیم تری‌نات استفاده می‌شود؛ این روش برای دوره‌های توقف کوره کمتر از سه ماه قابل استفاده است. (۱) پس از توقف کوره، ابتدا آلودگی‌ها، خاکسترهای آب و موارد مشابه در داخل و خارج از کوره را به طور کامل پاک کرده و لوله‌های متصل به محیط بیرونی را مسدود نمایید ； تمام قطعات مسی سیستم نوشابه‌سازی را بردارید یا آن‌ها را مسدود و جدا کنید. (۲) سدیم هیدروکسید (مقدار: ۴ کیلوگرم بر متر مکعب) و تری‌سدیم فسفات (مقدار: ۱.۵ کیلوگرم بر متر مکعب) را با آب نرم یا آب ته‌نشین حل کرده، سپس در داخل دیگ بخار اضافه کنید؛ همچنین از پمپ برای پخش یکنواخت محلول قلیایی در داخل دیگ استفاده کنید. (۳) بهتر است آب موجود در کوره را تا حدود ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد گرم کنید تا گازهایی مانند اکسیژن از آب خارج شوند. سپس تمام دریچه‌ها و شیرها را ببندید تا هیچ نشتی وجود نداشته باشد. ۲. روش حفظ فشار: اگر مدت زمان توقف کوره کوتاه باشد (در عرض یک هفته)، می‌توان کوره را با پر کردن آن از فشار، تحت نگهداری قرار داد. کتری‌های با ظرفیت کم می‌توانند از فشار باقی‌مانده کتری (۰٫۰۵ تا ۰٫۱ مگاپاسکال) برای حفظ دمای آب کتری در سطحی کمی بالاتر از ۱۰۰ استفاده کنند℃ ； دیگ‌های متوسط و بالافشار می‌توانند با پر کردن خود از آب ورودی مرغوب، و با استفاده از پمپ آب برای ایجاد فشار، فشار دیگ را در حدود ۰٫۵ تا ۱٫۰ مگاپاسکال حفظ کنند. تمام شیرهای سیستم نوشابه‌رسانی را ببندید تا ورود هوا به داخل دیگ جلوگیری شود. برای حفظ فشار و دمای کتری، می‌توان به طور منظم آتش کوچکی زیر اواپراتور کوره روشن کرد، یا از بخار کتری کوره مجاور برای گرم کردن استفاده نمود. در صورت مشاهده کاهش فشار در دیگ، باید به سرعت علت آن را شناسایی کرد و با استفاده از پمپ تأمین آب، فشار را به سطح مشخص شده برسانید. ۳. روش محافظت با سدیم سولفیت: سدیم سولفیت یک کاهنده است که در محلول‌های قلیایی می‌تواند به خوبی با اکسیژن واکنش دهد و بدین ترتیب از خوردگی فلز توسط اکسیژن جلوگیری کند. روش آن، افزودن سولفیت سدیم بر روی روش محلول قلیایی است. به طور کلی، ترکیز اضافی سودیوم سولفیت در آب باید بین ۱۰ تا ۳۰ میلی‌گرم بر لیتر باشد. ۴. روش آمونیاک و روش آمونیاک-هیدرازین: این روش‌ها در مواقعی که دستگاه بخاربردار برای مدت طولانی غیرفعال است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. پس از توقف کار دیگ، آب داخل دیگ را خالی کرده، قطعات مسی موجود در سیستم را جدا یا منزوی کرده و محلول آمونیاک با غلظت ۷۰۰ تا ۸۰۰ میلی‌گرم بر لیتر، که از آب تبخیر یا آب ورودی تهیه شده است، را در آن ریخت ； یا پس از توقف کوره، آب خارج نشده و مستقیماً آمونیاک و هیدرازین وارد می‌شود. مقدار pH آب در داخل دیگ باید بین ۱۰ تا ۱۰.۵ باشد و میزان اضافی هیدرازین باید به ۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر برسد. محلول دارویی با پمپ وارد سیستم شده و به گردش درمی‌آید تا یکنواخت شود؛ پس از آنکه کتری به طور یکنواخت با مایع حفاظتی پر شد، درها را ببندید. در طول دوره توقف کارکرد کوره، کل سیستم باید کاملاً در برابر نشت ایمن باشد تا از ورود هوا جلوگیری شود. با این روش، هنگامی که کتری قرار است دوباره به کار برود، باید تمام مایع حفاظتی آن خالی شده و به طور کامل شسته شود. پس از روشن شدن، ابتدا باید بخار از دریچه تخلیه به فضای باز خارج شود؛ تا زمانی که میزان آمونیاک در بخار کمتر از ۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم شود، سپس می‌توان بخار را وارد سیستم کرد. این کار برای جلوگیری از خوردگی لوله‌های مسی کوئلر در اثر غلظت بالای آمونیاک در بخار ضروری است. ۵. روش پر کردن با نیتروژن: این روش برای دیگ‌ها می‌تواند به صورت خشک، بدون تخلیه آب، انجام شود یا به صورت مرطوب، با تخلیه آب. از آنجایی که نیتروژن بسیار غیرفعال و غیرخورنده است، پس از پر کردن دیگ با نیتروژن در فشار مناسب، می‌توان جلوی ورود اکسیژن را گرفت. در کتری‌هایی با ساختار پیچیده، در برخی قسمت‌ها آب جمع می‌شود و تخلیه آن دشوار است؛ بنابراین استفاده از روش نگهداری خشک مناسب نیست و می‌توان از روش پر کردن با نیتروژن استفاده کرد. روش آن این است: پیش از خاموش کردن کتری، لوله‌کشی مربوط به نیتروژن را وصل کنید؛ هنگامی که فشار کتری به حدود ۰.۱۵ مگاپاسکال برسد، از طریق لوله‌های موقت، نیتروژن را از طریق بطری‌های نیتروژن به مخازن بخار کتری و دستگاه‌های صرفه‌جویی در مصرف سوخت تزریق کنید. الزامات دقیق به شرح زیر است: (۱) خلوص نیتروژن باید بالاتر از ۹۹٪ باشد ； (۲) هنگام پر کردن دیگ خالی از نیتروژن، فشار نیتروژن درون دیگ باید بالاتر از ۰.۱۵ Mpa باشد ； قبل از پر کردن بویلر با نیتروژن به روش مرطوب، بهتر است مقدار مناسبی هیدرازین به آن اضافه شود و pH آب بویلر نیز با آمونیاک در حد بالای ۱۰ تنظیم گردد ； (۳) هنگام پر کردن با نیتروژن، تمام شیرها در سیستم بخار و آب دیگ باید بسته شوند تا دیگ کاملاً در برابر نشت محافظت شود ； در صورت وجود نشت، باید فوراً آن را برطرف کرد تا از مصرف بیش از حد نیتروژن به دلیل نشت و دشواری در حفظ فشار نیتروژن جلوگیری شود. http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429455232-4.jpg انتخاب روش‌های محافظت در هنگام توقف کار دیگ‌ها: محافظت دیگ‌ها در زمان توقف کار، باید بر اساس ساختار دیگ، مدت زمان توقف و الزامات مربوط به مقاومت در برابر خوردگی انتخاب شود. روش‌های مذکور در جدول زیر برای مرجع قرار گرفته‌اند: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/142945Fa-5.jpg