Aušinimo bokštų rūdijimo ir perforacijos priežastys po kelerių metų naudojimo

 

 

 

 

 

 

I. Pagrindinis korozijos mechanizmas: rūdijimo ir perforacijos procese vyrauja elektrocheminė korozija

 

 

 

 

 

Metaliniai aušinimo bokštų komponentai (dažniausiai anglinis plienas ir cinkuotas plienas) ilgą laiką yra veikiami vandens{0}}oro sąsajos aplinkoje, kurios paviršiuje lengvai susidaro daug mikrogalvaninių elementų, sukeldami nuolatinę elektrocheminę koroziją – pagrindinę rūdžių ir perforacijos priežastį.

 

Geležies atomai anodo srityje patiria oksidacijos reakcijas ir palaipsniui ištirpsta į geležies jonus (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻), sukeldami nuolatinį metalo matricos praradimą; redukcijos reakcijos vyksta katodo srityje, kur vandenyje ištirpęs deguonis jungiasi su elektronais, kad susidarytų hidroksido jonai (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻), nuolat skatinantys korozijos reakciją.

 

 

Korozijos reakcijos metu susidaręs geležies hidroksidas [Fe(OH)2] toliau oksiduojamas į geležies hidroksidą [Fe(OH)3], galiausiai susidaro birios ir porėtos rūdys. Priešingai nei tankios metalo oksido plėvelės, rūdys negali apsaugoti; vietoj to jis adsorbuoja drėgmę ir deguonį, pagreitindamas vidinio metalo sluoksnio koroziją.

 

 

Ypač tada, kai vandenyje yra chlorido jonų, jie greitai prasiskverbia pro pasyvavimo plėvelę ant metalo paviršiaus, sudarydami užsikimšusias ląsteles, sukeldami vietinę taškinę koroziją.

 

 

Nuolat gilėjant duobėms, ilgainiui susidaro perforacija, kuri yra pagrindinis daugelio aušinimo bokštų trumpalaikio -perforavimo veiksnys.

 

 

 

 

 

 

II. Keturi pagrindiniai greitinantys veiksniai: greito rūdžių perforacijos raktai per 3–5 metus

 

(1) Dėl cirkuliuojančio vandens kokybės pablogėjimo labai padidėja korozijos greitis

 

 

 

 

 

 

Cirkuliuojantis vanduo veikia kaip aušinimo bokšto korozijos „katalizatorius“. Vandens kokybės pablogėjimas tiesiogiai pagreitina metalo koroziją ir yra svarbiausias greitinantis veiksnys. Aušinimo bokšto veikimo metu dėl nuolatinio vandens garavimo vandenyje susikaupia druskos, pvz., chlorido jonai ir sulfato radikalai, o tai smarkiai padidina vandens laidumą ir 3–5 kartus padidina elektrocheminės korozijos greitį.

 

 

Tuo tarpu nekontroliuojama cirkuliuojančio vandens pH vertė sustiprina koroziją: kai pH yra žemiau 6,5, vanduo būna rūgštus ir tiesiogiai tirpdo metalinę matricą; kai pH viršija 9, lengvai susidaro apnašos. Metalo paviršių dengiančios apnašos sukelia per-nuosėdų koroziją, sukuriant vietinius deguonies koncentracijos skirtumus ir spartinant rūdijimą.

 

 

 

 

 

Be to, aušinimo bokštų purškimo ir aeracijos procesas prisotina vandenyje ištirpusio deguonies (dažniausiai 8–10 mg/L), nuolat stiprindamas katodo reakciją ir skatindamas vykstančią koroziją. Mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos ir dumbliai vandenyje, sudaro bioplėveles, o jų metabolizmas gamina rūgštines medžiagas, tokias kaip vandenilio sulfidas, dar labiau pažeisdamas pasyvinę plėvelę ant metalo paviršiaus ir sustiprindamas vietinę koroziją.

 

 

 

(2) Anksti sugedus antikorozinėms dangoms, metalai netenka apsauginių barjerų

 

 

 

 

Antikorozinės aušinimo bokšto metalinių komponentų dangos yra{0}}pirmoji apsaugos nuo korozijos linija. Ankstyvas dangos gedimas metalai tiesiogiai patenka į korozinę aplinką, todėl greitai pradeda rūdyti.

 

Dangos gedimas daugiausia kyla dėl trijų aspektų: pirma, konstrukcijos defektai – montuojant daugelyje aušinimo bokštų metalo paviršius nebaigtas rūdijantis (neatitinka standarto Sa2.5), dėl to blogai sukimba tarp dangų ir metalinių matricų, o vėliau įtrūkimai ir lupimasis; antra, žala aplinkai – ultravioletinė spinduliuotė, paros temperatūros svyravimai, vandens srauto šveitimas ir dulkių dilimas atvirame ore-laipsniškai sensta ir dangos įtrūksta, todėl jų apsauga tampa negaliojanti;

 

 

trečia, konstrukciniai tarpai – dangos negali būti tolygiai dedamos ant suvirinimo siūlių, flanšų ir komponentų jungčių, kur kaupiasi vanduo ir dulkės, tapdamos korozijos „nelaimės zonomis“, kurios rūdija pirmiausia ir palaipsniui prasiskverbia.

 

 

 

(3) Būdingi medžiagų pasirinkimo ir konstrukcijos trūkumai silpnina atsparumą korozijai

 

 

Netinkamas medžiagų pasirinkimas yra pagrindinis veiksnys, lemiantis trumpalaikį aušinimo bokštų rūdijimą{0}}. Siekdami sumažinti išlaidas, daugelis gamintojų naudoja įprastą anglinį arba cinkuotą plieną bokštų korpusams, atramoms ir kitiems komponentams, kurie yra prastai atsparūs korozijai, ypač esant dideliam -druskos ar rūgštaus vandens aplinkoje, kurioje korozijos greitis ypač greitas.

 

Nepakankamas cinkuoto sluoksnio storis ir nekokybiški cinkavimo procesai sąlygoja greitą cinkuotų sluoksnių nusidėvėjimą ir lupimąsi, praranda apsauginį poveikį. Tuo tarpu nepagrįstas aušinimo bokšto konstrukcijos projektas, pvz., per dideli tarpai komponentų jungtyse ir prastas drenažas, sukelia ilgalaikį vandens kaupimąsi- ir vietinę korozinę aplinką. Netinkama bokšto vėjo pusės konstrukcija sukelia turbulentinį oro srautą, pagreitina vandens garų šveitimą ant metalų ir pablogina koroziją.

 

 

 

(4) Netinkamas eksploatavimo ir priežiūros valdymas padidina koroziją

 

 

 

Daugelis vartotojų nepaiso kasdienio aušinimo bokštų eksploatavimo ir priežiūros, todėl korozijos problemos lieka nepastebimos ir nekontroliuojamos, o galiausiai greitai išsivysto į perforaciją.

 

Įprasti techninės priežiūros trūkumai yra šie: reguliariai netikrinama cirkuliuojančio vandens kokybė ir laiku nepridedama korozijos inhibitorių ir nuosėdų inhibitorių, dėl ko nuolat blogėja vandens kokybė;

 

nesugebėjimas reguliariai išvalyti apnašų, bioplėvelių ir šiukšlių bokšto viduje, sustiprėja vietinė korozija; Reguliariai netikrinamos antikorozinės dangos{0}} ir laiku nepataisomi įtrūkimai bei lupimasis, nuolat atidengiant metalus;

 

žiemą trūksta antifrizo priemonių, dėl kurių dėl užšalimo{0}}atšilimo ciklų įtrūksta metalinės dalys ir tai tampa korozijos proveržio taškais.

 

 

 

III. Išvada

 

 

Aušinimo bokštų rūdijimą ir perforaciją po kelerių metų eksploatavimo sukelia ne vienas veiksnys, o elektrocheminės korozijos, kaip šerdies, derinys, kartu su ilgalaikiu vandens kokybės pablogėjimo, dangos gedimo, medžiagų ir konstrukcijų defektų bei netinkamos eksploatacijos ir priežiūros deriniu.

 

 

Norint pratęsti aušinimo bokštų tarnavimo laiką, reikia pradėti nuo šaltinio: parinkti labai korozijai{0}}atsparias medžiagas, standartizuoti antikorozinės dangos konstrukciją, sustiprinti cirkuliuojančio vandens kokybės kontrolę, atlikti kasdienius eksploatavimo ir priežiūros patikrinimus ir laiku pašalinti paslėptą korozijos riziką. Tik tokiu būdu galima efektyviai sulėtinti korozijos greitį ir išvengti ankstyvo rūdijimo bei perforacijos.