Διάβρωση στις γραμμές ατμού και επιστροφών (ΓΑΕ)
Η αντιμετώπιση της διάβρωσης στις γραμμές ατμού και επιστροφών (ΓΑΕ) συνδέεται άμεσα με τις αποδόσεις της επεξεργασίας του λέβητα.Όπως όλοι γνωρίζουμε το βασικότερο πρόβλημα επεξεργασίας λέβητα σήμερα είναι η αντιμετώπιση του σιδήρου και πηγή σιδήρου είναι οι επιστροφές, δηλαδή η διάβρωση των ΓΑΕ.
Οι αιτίες για τη διάβρωση των ΓΑΕ είναι κυρίως οι ακόλουθες:
- a. Είσοδος οξυγόνου και ON/OFF λειτουργία
- b. Διοξείδιο του άνθρακα
- c. Άλλοι Παράγοντες
Το οξυγόνο από μόνο του αποτελεί τη βασικότερη παράμετρο διάβρωσης των ΓΑΕ αντιπροσωπεύοντας το 90% των σχετικών περιπτώσεων. Είναι πολύ δύσκολο να παρεμποδιστεί η παρουσία του μια και έχει τη δυνατότητα να μπει στο δίκτυο από τις ακόλουθες αιτίες
- α. Απορύθμιση του απαερωτή εξ' αιτίας ξαφνικού φορτίου, ή ανεπαρκής τροφοδότηση δεσμευτικού οξυγόνου.
- β. Ανεπαρκής χρόνος αντίδρασης δεσμευτικού - οξυγόνου που θα επέτρεπε σε οξυγόνο που δεν έχει δεσμευθεί να φθάσει στο λέβητα.
- γ. Σε ξεκινήματα STAND BY ή OFF τμημάτων ή μονάδων.
- δ. Αναπνοή (AIR - IN - LEAKAGE) συμπυκνωτών στροβίλου, ή άλλων τμημάτων που λειτουργούν σε μικρότερη από ατμοσφαιρική πίεση.
- ε. Διαρροή νερού ψύξης ή PROCESS στην ανωτέρω περίπτωση.
- στ. Διαρροή από την τροφοδοτική αντλία εάν έχει υδρόψυκτα τμήματα.
Tο οξυγόνο δημιουργεί βαθιά PITS, στα οποία η διάμετρος της επιφάνειας είναι ίση με το βάθος.
Τα PITS αυτά δημιουργούνται και αυξάνονται κατά τη διεύθυνση της βαρύτητας, με τελικό αποτέλεσμα τη διάτρηση του πυθμένα των ΓΑΕ.
Το Διοξείδιο του Άνθρακα
Διοξείδιο του άνθρακα δημιουργείται στο λέβητα από τη διάσπαση ανθρακικών και όξινων ανθρακικών, σύμφωνα με τις αντιδράσεις:
- 2HCO2- + heat ---------> CO3-2 + H2O + CO2
- CO3-2 + H2Ο + heat ---> 2OH- + CO2
Όταν ο ατμός συμπυκνωθεί, το διοξείδιο διαλύεται στο συμπύκνωμα δημιουργώντας το (υποθετικό) ανθρακικό οξύ.
Έτσι έχουμε κλασσική προσβολή από χαμηλό pH, που στην προκειμένη περίπτωση μπορεί να παρασταθεί από τις αντιδράσεις:
- CO2 + H2O ----> H2
Όμως επειδή οι παράμετροι αυτές αλλάζουν από σημείο σε σημείο στο κύκλωμα ΓΑΕ, ο όξινος ανθρακικός σίδηρος διασπάται, ελευθερώνοντας οξείδιο σιδήρου με την αντίδραση:
- Fe(HCO3)2 -----> FeO + H2
Η προσβολή από το διοξείδιο του άνθρακα,
απουσία οξυγόνου, παρουσιάζεται ίδια με
την προσβολή από χαμηλό pH. Δηλαδή έχουμε
μία ομοιόμορφη προσβολή του μετάλλου, με
γενική απώλεια πάχους.
Αντίθετα, παρουσία οξυγόνου, έχουμε τοπική
διάβρωση, που παρουσιάζεται με τη
χαρακτηριστική μορφή της πεταλοειδούς
προσβολής.
Το κυρτό τόξο του πετάλου δείχνει προς την πορεία της ροής του νερού.
Φυσικά, εκτός από την προσβολή από το διοξείδιο και η τυχόν καταβύθιση των δημιουργούμενων οξειδίων θα έχει σαν αποτέλεσμα την ηλεκτροχημική προσβολή under deposit attack.
Ανάμεσα στους υπόλοιπους παράγοντες, οι πιο σημαντικοί είναι η προσβολή χαλκού από αμμωνία και η επίπτωση της ON - OFF λειτουργίας.Η αμμωνία προέρχεται, είτε από διαρροή από το PROCESS, είτε από διάσπαση της υδραζίνης στον υπερθερμαντή, σαν συνέπεια CARRY OVER ή υπερτροφοδότησης, (όταν φυσικά χρησιμοποιείται υδραζίνη).
Η αμμωνία προσβάλλει το χαλκό μόνο παρουσία οξυγόνου σύμφωνα με τις αντιδράσεις:
- 2Cu2O + O2 ---->4CuO
- 16NH3 + 16 H2O ----> 16NH4OH
- 4CuO + 16NH4OH ----> 4Cu(NH3)4 (OH)2 + 12H2O
Έτσι εάν και εφ' όσον ελαχιστοποιήσουμε την παρουσία οξυγόνου θα αντιμετωπισθεί και το πρόβλημα της αμμωνίας.
Επιπτώσεις
Θα θέλαμε να τονίσουμε ότι, εξ αιτίας του φαινομένου αυτού, είναι δυνατόν να έχουμε σημαντική μεταφορά σιδήρου και διάβρωση, ενώ τα αποτελέσματα της παρακολούθησης να μας δείχνουν ικανοποιητική προστασία. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή:
α. Οι δειγματοληψίες που γίνονται για την παρακολούθηση γίνονται πάντοτε σε σταθεροποιημένες συνθήκες λειτουργίας.
β. Η χρονική διάρκεια που παρατηρείται η αυξημένη περιεκτικότητα σε σίδηρο στα συμπυκνώματα είναι πολύ σύντομη και είναι δυνατόν να περάσει απαρατήρητη η αύξηση.
γ. Εξετάζονται τα ολικά συμπυκνώματα που επιστρέφουν, οπότε η αραίωση απαλύνει τα άκρα της κατανομής και γίνεται δυσκολότερα αντιληπτή η κορυφή της καμπύλης που δείχνει την αυξημένη περιεκτικότητα σε σίδηρο.