Strefa PREMIUM
Uzyskaj dostęp do unikatowych treści.
Usługa jest całkowicie BEZPŁATNA.
Wymagana jest jedynie rejestracja konta w naszym Portalu.
Wiele urządzeń w chłodnictwie jest wykonanych ze stali ocynkowanych. Są nimi na przykład: wieże chłodnicze i skraplacze amoniaku pracujące w systemach otwartych z natryskiem i odparowaniem wody. Przeważnie wykonane są one ze stali ocynkowanej, rzadko ze stali odpornych na korozję. Stal ocynkowana to pewien kompromis miedzy ceną, a czasem eksploatacji urządzeń. Zadaniem cynku jest ochrona antykorozyjna stali. Cynk jest anodą w stosunku do stali, która jest katodą, w tak wytworzonym ogniwie galwanicznym. Cynk ulega powolnemu roztwarzaniu, wskutek działania ogniwa elektrochemicznego cynk – woda – stal, chroniąc w ten sposób katodowo stal (w efekcie przepływu prądu elektrycznego), we wszelkich nieciągłościach powłoki cynkowej.
Dzięki temu procesowi na powierzchni stali ocynkowanej w pierwszym okresie ekspozycji brak jest rdzawych plam. W czasie eksploatacji, na powierzchni cynkowej, wytwarza się pasywna warstewka tlenku oraz węglanu cynku, szczelna i odporna na korozję w środowisku wody obiegowej, w chłodniach wyparnych i skraplaczach natryskowo – wyparnych.
Jeśli jednak, w okresie wczesnej pracy instalacji, nie wytworzy się pasywna warstewka np. w wodzie obiegowej zawierającej znaczne ilości chlorków i siarczanów (ponad 300 mg/l), a przy tym o wysokim pH (ponad 8,5), wówczas dochodzi do korozji cynku. Obrazem korozji na początku procesu są punktowe wykwity białych osadów na powierzchni ocynkowanej, natomiast w okresie późniejszym nawet cała powierzchnia może zostać pokryta warstewką białych tlenków cynku. Obrazy korozji pokazano na fotografiach Fot. 1 b oraz Fot. 2.
Ze względu na kolor osadu tlenku cynku, ten rodzaj korozji nazywamy „białą rdzą”. Jest ona niezwykle niebezpieczna, gdyż w ciągu kilku miesięcy może doprowadzić do całkowitego odcynkowania powierzchni stalowej i kontaktu stalowej niechronionej powierzchni z wodą. Będziemy mieli wówczas do czynienia już z klasyczną korozją stali w formie rdzawych osadów.
Zapobieganie korozji cynku
Nowe urządzenie, wieża lub skraplacz wyparny, powinno już na etapie produkcji zostać pokryte pasywną warstwą, zabezpieczającą cynk przed korozją. Eksploatator urządzenia powinien być powiadomiony jaką technologią warstwa pasywna została wytworzona. W zasadzie są możliwe dwie technologie zabezpieczenia: metoda chromianowa, przy użyciu związku chromu VI lub chromu III, lub metoda polimerowa polegająca na wytworzeniu cienkiego filmu polimerowego, o grubości 1 – 5 µm na powierzchni ocynku. Obie te warstewki szczelnie izolują dostęp zasolonej wody obiegowej od powierzchni reaktywnego cynku. Przeważnie jednak urządzenia, ze względu na cenę, dostarczane są bez tych ochronnych warstewek i wówczas na właścicielu urządzenia ciąży obowiązek ich wytworzenia w postaci warstw pasywnych.
Jeszcze przed pierwszym rozruchem urządzenia wyparnego ze stali ocynkowanej należy określić, czy stal na etapie produkcji była wstępnie spasywowana i z wykorzystaniem której metody.
Niezwłocznie po włączeniu urządzenia wyparnego do ruchu należy rozpocząć proces pasywacji rozruchowej, zgodnie z procedurą określoną przez producenta, lub zwrócić się do wykwalifikowanej firmy. Natomiast dla podtrzymania stanu pasywnego powłoki cynkowej podczas pełnego sezonu eksploatacyjnego niezbędne jest utrzymanie parametrów jakościowych wody obiegowej zgodnie z zaleceniami producentów. Pomocne przy tym będą preparaty ułatwiające pasywację poprzez wytworzenie cienkiej warstwy pasywnej złożonej z wodorotlenków, wodorowęglanów i fosforanów cynku jak na Fot.3. Zarówno w celu wytworzenia warstwy pasywnej cynku podczas rozruchu urządzenia, jak i później w trakcie jego eksploatacji, optymalniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie sprawdzonych preparatów i technologii. Przykładem skutecznych środków chemicznych, których dozowanie w odpowiednich dawkach, zapewnia właściwe parametry wody obiegowej są preparaty produkcji Przedsiębiorstwa MARCOR: Biofosfomar EKO (Fot. 4 ) i Fospas ZN (Fot.5).
Uzupełnieniem stabilności pracy, jak też antykorozyjnego bezpieczeństwa ocynkowanych urządzeń, jest powierzenie opieki nad układem w formie stałego lub okresowego serwisu profesjonalnej firmie. W zakres usług takiego serwisu w okresie budowania warstwy pasywnej, czy też serwisu eksploatacyjnego, powinny wchodzić czynności wymienione poniżej:
– analiza laboratoryjna parametrów wody,
– pomiar grubości powłoki cynkowej,
– pomiar potencjału elektrochemicznego konstrukcji ocynkowanej z warstwą pasywną.
W czasie trwania zabiegu pasywacji, w miarę tworzenia się warstwy pasywnej rośnie potencjał elektrochemiczny na powierzchniach galwanizowanych, co można monitorować za pomocą odpowiednio dobranych elektrod odniesienia.
Po zakończeniu procesu pasywacji warstwy cynkowej, dalszy serwis polega na monitowaniu parametrów, sporządzaniu raportu z zaleceniami oraz dostawie preparatów.
Skuteczność pasywacji cynku w amonowej metodzie uzdatniania wody
Przedsiębiorstwo Marcor opracowało innowacyjną, bardzo oszczędną metodę amonową uzdatniania wody uzupełniającej na cele chłodnicze, jaką jest zmiękczenie i częściowa demineralizacja wody.
Metoda amonowa uzyskała patent nr UP RP – P.406782. W swoim działaniu wykorzystuje niemalże te same urządzenia, jak w metodzie zmiękczania sodowego. Różnica polega na zastosowaniu innego rodzaju złoża – kationitu, a do jego regeneracji – soli amonowych. Podczas przepływu wody przez złoże jonitowe wszystkie jony magnezu i wapnia zastąpione zostają lotnym składnikiem. Następnie woda wchodząc do obiegu w układzie chłodzenia zostaje przedmuchana powietrzem z wentylatora. Wówczas, powodujące twardość węglanową, sole połączone z lotnym składnikiem, przedostają się do pary wodnej. W ten sposób zmniejsza się przewodnictwo wody obiegowej, następuje bowiem częściowa demineralizacja (odsolenie) wody poprzez jej odparowanie.
Ponadto metoda amonowa stosowana sprawdza się także w trakcie pasywacja cynku. Realizacje Marcor pokazują pełną skuteczność obu technologii w zabezpieczeniu powłok galwanizowanych w układach chłodzenia. Poniżej krótkie podsumowanie ostatniej pasywacji w zakładzie przemysłu spożywczego:
Średni potencjał mierzony na rurkach wężownicy mieści się w zakresie 130 – 240 mV, co wskazuje na wytworzenie trwałej warstewki pasywnej na rurkach. Powierzchnia wężownic jest czysta i nie zajęta osadami. Nie obserwuje się występowania ognisk korozyjnych i objawów występowania tzw. „białej rdzy”. Można natomiast zaobserwować zmatowienie powierzchni oraz uwidocznienie ziarna cynkowego (tzw. „łaty”) charakterystyczne dla występowania warstwy pasywnej na powłoce galwanicznej.
Powyższe fakty wskazują, że wężownica skraplacza uległa procesowi pasywacji i można wprowadzić standardowe warunki eksploatacyjnego kondycjonowania wody.
Usuwanie białej rdzy i repasywacja powłoki cynkowej
W przypadku już wystąpienia na urządzeniach ocynkowanych białej rdzy, w celu zabezpieczenia powierzchni ocynkowanej przed dalszą korozją, należy usunąć osady białej rdzy połączonymi metodami mechanicznymi
i chemicznymi przy wykorzystaniu sprawdzonego preparatu Radiner KPX-K. Poprzez pomiar grubości powłoki cynkowej jak na Fot. 6 można określić stan powłoki i podjąć dalsze decyzje co do jej ewentualnej naprawy.
Jeśli zaobserwowano ubytki warstwy cynkowej, sięgające do podłoża stalowego oraz jeżeli jest ona cieńsza jak 40 µm, należy je uzupełnić poprzez nałożenie powłok bogatych w cynk metaliczny. Bardzo dobrą powłokę ochronną uzyskuje się przez naniesienie wyrobów malarskich pigmentowanych cynkiem. Są
to wyroby w systemie jednoskładnikowym do cynkowania na zimno o właściwościach farby. Taka farba zawiera 96% zmikronizowanego cynku w suchej powłoce (o najwyższej czystości – 99,995%) w żywicy węglowodorowej. Zapewnia ochronę katodową i barierową dla metali żelaznych. Taki system ochronny jest alternatywą dla cynkowania ogniowego lub metalizacji natryskowej cynkiem na gorąco i posiada porównywalne właściwości ochronne. Na Fot. 7 pokazano odczyt z miernika grubości cynku wymalowanej powłoki cynkowej na podłożu ocynkowanej powierzchni, która zapewnia długoletnie funkcjonowanie pogrubionych powłok cynkowych.
mgr inż. Marta Marjanowska
mgr inż. Jan Marjanowski
mgr Arkadiusz Nalikowski
inż. Patryk Solecki
www.marcor.com.pl
marcor@marcor.com.pl
