بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار بسته

بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار بسته  نیز مانند بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار باز یک ماده شیمیایی تخصصی است که به آب گردش‌کننده اضافه می‌شود تا از خوردگی فلزات و تشکیل رسوبات معدنی جلوگیری کند. این محصول به طور هم‌زمان دو عملکرد حیاتی دارد:

1. جلوگیری از خوردگی فلزات: با ایجاد یک لایه محافظ روی سطوح فلزی مانند کربن استیل، مس و آلیاژهای مسی، واکنش‌های خوردگی آندی و کاتدی را کاهش می‌دهد و مانع تخریب فلزات می‌شود.

2. کنترل رسوب: با مهار کریستالیزاسیون کلسیم، منیزیم و دیگر ترکیبات محلول، از تشکیل رسوب در مبدل‌های حرارتی، لوله‌ها و تجهیزات سیستم جلوگیری می‌کند.

این بازدارنده‌ها با ترکیبات پایه‌ای مانند نیترات، مولیبدات، فسفونات (All Organic) و ترکیبات ضد خوردگی مس شامل TTA و BTA فرمول‌بندی می‌شوند. بسته به نوع سیستم و فلزات موجود، ترکیبات مختلفی برای حفاظت بهینه انتخاب می‌شوند تا عملکرد حرارتی سیستم حفظ شود و هزینه‌های نگهداری کاهش یابد.

مزیت اصلی این محصول عملکرد دوگانه (ضد خوردگی و ضد رسوب) در سیستم‌های مدار بسته صنعتی با آب تغذیه متداول یا شرایط سخت و افزایش عمر مفید تجهیزات و بهینه‌سازی مصرف انرژی است.

انواع بازدارنده‌های رسوب و خوردگی در سیستم‌های مدار بسته

در سیستم‌های آب خنک‌ کننده مدار بسته، بازدارنده‌های رسوب و خوردگی نقش کلیدی در افزایش عمر تجهیزات و بهبود کارایی سیستم دارند. این مواد شیمیایی به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام بسته به نوع فلز، شرایط آب و دما عملکرد متفاوتی دارند.

1. کرومات‌ها: کرومات‌ها از قدیمی‌ترین و مؤثرترین بازدارنده‌های خوردگی هستند و اثر محافظت عالی روی کربن استیل دارند.  غلظت بحرانی این ماده معمولاً بین ۳۰ تا ۵۰۰ ppm (بر مبنای CrO₄) برای آب خنک‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد و بسته به دما و نوع نمک‌های محلول، متفاوت است. همچنین استفاده همزمان سدیم کرومات و دی‌کرومات سدیم توصیه می‌شود؛ زیرا استفاده جداگانه در غلظت‌های نامناسب می‌تواند باعث خوردگی موضعی (pitting) شود.

2. نیتریت‌ها: نیتریت‌ها به عنوان بازدارنده‌ای مؤثر و کم‌سمی‌تر از کرومات‌ها شناخته می‌شوند. این نوع بازدارنده‌ها در سیستم‌های مدار باز کمتر استفاده می‌شوند زیرا توسط میکروارگانیسم‌ها تجزیه می‌شوند و قابلیت استفاده در سیستم‌های مدار بسته وجود دارد و همزمان می‌توانند نقش تصفیه‌کننده میکروبی را نیز داشته باشند.

3. نمک فلزات دو ظرفیتی (Zn²⁺، Ni²⁺): تأثیر بازدارندگی روی کربن استیل، مس و آلیاژهای مس مناسب است، اما به دلیل انحلال محدود، سطح اثرگذاری در آب طبیعی پایین است. غالباً به صورت ترکیبی با کرومات‌ها و فسفات‌ها استفاده می‌شوند.

4. فسفات‌ها و فسفونات‌ها

• • فسفات‌های غیرآلی: شامل ارتوفسفات‌ها و پلی‌فسفات‌ها هستند و اثر خوبی روی خوردگی در حضور یون‌های دو ظرفیتی مانند Ca²⁺ دارند.
  • فسفونات‌ها (آلی): مانند آمینوتری‌متیلن فسفونات، هم بازدارنده خوردگی هستند و هم جلوگیری از رسوبگذاری کلسیم کربنات را انجام می‌دهند.
  • مزیت فسفونات‌ها نسبت به پلی‌فسفات‌ها: رسوبگذاری کمتر و مناسب برای سیستم‌های با زمان ماندگاری طولانی و سختی بالای آب.

5. آمین‌ها و آزول‌ها

• • آمین‌ها: عمدتاً برای شستشوی اسیدی و تصفیه آب بویلر استفاده می‌شوند و به دلیل هزینه بالا، در سیستم‌های مدار باز کمتر کاربرد دارند.
  • آزول‌ها: مانند بنزو تری‌آزول و تولیل تری‌آزول، محافظت ویژه از مس و آلیاژهای مسی دارند و در دوزهای بسیار کم (ppm) مؤثر هستند.

6. مولیبدات، تنگستنات و نمک‌های اسیدهای آلی: عملکرد خوبی روی کربن استیل دارند و اغلب در سیستم‌های آب خنک‌کننده بسته استفاده می‌شوند. به دلیل قیمت بالاتر، کاربرد آنها محدود به شرایط خاص است.

7. سیلیکات‌ها: قابلیت بازدارندگی خوبی دارند اما به دلیل ایجاد رسوب سیلیسی سخت روی مبدل حرارتی، بندرت در سیستم‌های آب خنک‌کننده باز مصرف می‌شوند.

چرا سیستم‌های مدار بسته نیاز به بازدارنده رسوب و خوردگی دارند؟

سیستم‌های خنک‌کننده مدار بسته در صنایع مختلف از جمله نیروگاه‌ها، پتروشیمی، صنایع غذایی و تولید، از فلزات مختلفی مانند کربن استیل، مس و آلیاژهای آن تشکیل شده‌اند. یکی از رایج‌ترین مشکلات این سیستم‌ها، خوردگی فلزات و تشکیل رسوب معدنی در جریان آب گردش‌کننده است.

روند خوردگی فولاد کربن استیل در تماس با آب

هنگامی که کربن استیل در تماس مستقیم با آب قرار می‌گیرد، سطح فلز نقاطی با پتانسیل پایین‌تر (آند موضعی) و نقاطی با پتانسیل بالاتر (کاتد موضعی) ایجاد می‌کند. این اختلاف پتانسیل باعث جریان یافتن الکترون‌ها بین آند و کاتد می‌شود و واکنش‌های خوردگی موضعی (pitting) و عمومی بر سطح فلز رخ می‌دهد.

اثرات خوردگی و رسوب بر کارایی سیستم

• کاهش ظرفیت انتقال حرارت مبدل‌های حرارتی و کندانسورها
• افزایش افت فشار و مقاومت در خطوط لوله
• کاهش کارایی پمپ‌ها و تجهیزات مکانیکی
• افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های نگهداری
• نیاز به تعمیرات و جایگزینی تجهیزات

اهمیت کنترل خوردگی و رسوب

استفاده از بازدارنده‌های رسوب و خوردگی در سیستم‌های مدار بسته باعث می‌شود:

• لایه محافظی بر سطح فلز ایجاد شود که از واکنش‌های خوردگی جلوگیری می‌کند
• تشکیل رسوب و کریستال‌های معدنی کنترل شده و تجمع آن‌ها روی سطوح کاهش یابد
• عمر مفید تجهیزات و کارایی سیستم افزایش یابد
• هزینه‌های نگهداری و توقفات ناخواسته به حداقل برسد

به طور خلاصه، بازدارنده‌های رسوب و خوردگی عامل کلیدی برای بهینه‌سازی عملکرد، کاهش خرابی و صرفه‌جویی انرژی در سیستم‌های خنک‌کننده مدار بسته هستند.

رسوب و خوردگی در برج‌های خنک‌کننده مدار بسته

عوامل مؤثر بر خوردگی و رسوب در برج خنک‌کننده

عملکرد برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به عوامل متعددی وابسته است که می‌توانند روند خوردگی و رسوبگذاری را تسریع یا کنترل کنند:

• TDS و سختی آب: میزان کل جامدات محلول (TDS) و سختی آب، عامل مستقیم در تشکیل رسوب و افزایش خوردگی هستند. آب با سختی بالاتر، رسوب کلسیم و منیزیم بیشتری ایجاد کرده و تجمع یون‌های مهاجم فلزی، خوردگی را تشدید می‌کند.
• pH و کلر باقیمانده: سطح pH آب بر میزان انحلال یون‌ها و تشکیل رسوب تأثیر می‌گذارد. همچنین کلر باقیمانده اگر کنترل نشود، می‌تواند باعث خوردگی موضعی در فلزات شود.
• دما و سرعت جریان آب: افزایش دما، سرعت واکنش‌های شیمیایی و رسوبگذاری را افزایش می‌دهد. سرعت جریان آب نیز دوره انگیزش کریستال‌ها را کوتاه‌تر کرده و تماس فلز با ذرات محلول را بیشتر می‌کند.
• تماس فلز با آب گردش‌کننده: سطح تماس فلز با آب و نوع فلز استفاده شده (کربن استیل، مس و آلیاژهای آن) بر شدت خوردگی و رسوب مؤثر است.

مکانیزم تشکیل رسوب و عملکرد بازدارنده رسوب در سیستم‌های مدار بسته

در سیستم‌های آب خنک‌کننده مدار بسته، رسوبگذاری یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش کارایی و افزایش هزینه‌های نگهداری است. تشکیل رسوب ناشی از تجمع یون‌ها و مولکول‌های محلول است که تحت شرایط خاصی، هسته‌های کریستالی ایجاد می‌کنند.

1. تشکیل هسته کریستالی:
   مواد محلول مانند یون‌ها، یون‌های کمپلکس و مولکول‌های واحد در محلول رقیق هستند. تحت شرایط اشباع یا فوق‌اشباع، تعدادی از این ذرات با هم ترکیب شده و هسته‌های کریستالی را تشکیل می‌دهند. اگر اندازه هسته‌ها از حد بحرانی کوچک‌تر باشد، دوباره حل می‌شوند و رسوبی ایجاد نمی‌کنند؛ اما پس از عبور از اندازه بحرانی هسته، فرآیند رشد کریستال آغاز می‌شود.

2. دوره انگیزش و رشد کریستال:

• • دوره انگیزش (Induction Period): مدت زمانی که هسته‌های کریستالی قبل از شروع رشد در محلول وجود دارند. در محلول با درجه اشباع پایین‌تر، این دوره طولانی‌تر و در محلول با درجه اشباع بالاتر، کوتاه‌تر است.
  • در موادی مانند کربنات کلسیم و فسفات کلسیم که انحلال آنها با افزایش دما کاهش می‌یابد، درجه اشباع بالاتر و دوره انگیزش کوتاه‌تر می‌شود؛ بنابراین در دمای بالاتر، کریستال‌ها به سرعت رسوب می‌کنند.
  • سرعت جریان آب باعث کوتاه شدن دوره انگیزش می‌شود زیرا نوسان و برخورد مولکولی افزایش می‌یابد.

3. عوامل تعیین‌کننده رشد کریستال:
   سرعت رشد کریستال بستگی به دو عامل دارد:

• • سرعت نفوذ جسم حل شده به سطح کریستال
  • سرعت رسوب‌گذاری ماده حل شده بر روی کریستال

نیروی محرکه نفوذ ذرات محلول براساس اختلاف غلظت بین سطح کریستال و محلول است. سایر عوامل مؤثر شامل سرعت جریان، دما، ویسکوزیته محلول و شرایط هیدرولیکی هستند.

4. روش‌های جلوگیری از تشکیل رسوب:
   برای کاهش رسوبگذاری و محافظت از تجهیزات، سه مکانیزم اصلی توسط بازدارنده‌های رسوب به کار گرفته می‌شوند:

• • جلوگیری از رشد کریستال‌ها: بازدارنده‌ها مانع از بزرگ شدن کریستال‌ها و تشکیل رسوب روی سطوح می‌شوند.
  • جلوگیری از تشکیل هسته بحرانی: بازدارنده‌ها با مهار تجمع اولیه ذرات محلول، از شکل‌گیری هسته کریستالی جلوگیری می‌کنند.
  • پراکنده کردن کریستال‌ها: کریستال‌های کوچک ایجاد شده توسط بازدارنده‌ها به شکل معلق باقی مانده و رسوب نمی‌کنند.

مزایای استفاده از بازدارنده رسوب و خوردگی

استفاده از بازدارنده‌های رسوب و خوردگی در سیستم‌های مدار بسته برج‌های خنک‌کننده مزایای فنی و اقتصادی قابل توجهی دارد:

• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیر: با کنترل خوردگی و رسوب، هزینه‌های نگهداری مبدل‌ها و لوله‌ها کاهش می‌یابد.
• افزایش عمر مفید تجهیزات و مبدل‌ها: جلوگیری از خوردگی و رسوبگذاری باعث دوام بیشتر فلزات و کاهش تعویض تجهیزات می‌شود.
• بهبود انتقال حرارت و راندمان سیستم: کاهش رسوب و خوردگی، انتقال حرارت را بهینه کرده و راندمان کل سیستم را افزایش می‌دهد.
• کاهش مصرف انرژی و توقفات ناگهانی: سیستم پاکیزه و بدون رسوب نیاز به انرژی کمتری دارد و خطر توقف ناگهانی کاهش می‌یابد.
• محافظت هم‌زمان از خوردگی و رسوب: ترکیبات پیشرفته بازدارنده، به صورت همزمان از خوردگی فلزات و تشکیل رسوب جلوگیری می‌کنند.

نحوه عملکرد بازدارنده‌های خوردگی در سیستم‌های مدار بسته

بازدارنده‌های خوردگی مصرفی در سیستم‌های آب خنک‌کننده مدار بسته عمدتاً به صورت محلول در آب اضافه می‌شوند. این مواد با ایجاد یک فیلم محافظ غیرمحلول بر سطح فلز، از واکنش‌های خوردگی جلوگیری می‌کنند. این فیلم محافظ، از طریق مهار هیدراتاسیون یون‌های فلزی و یا کاهش اکسیژن محلول در سطح فلز، مانع از گسترش واکنش‌های خوردگی می‌شود.

ویژگی‌های فیلم محافظت‌کننده

• فیلم اکسیدی: بازدارنده‌هایی مانند کرومات‌ها، نیترات‌ها و مولیبدات‌ها که به نام پسیویتور شناخته می‌شوند، با افزایش پتانسیل خوردگی کربن استیل، باعث اکسید شدن سریع یون‌های فروس تولید شده در واکنش آندی می‌شوند.
• تشکیل لایه پایدار: این واکنش منجر به ایجاد یک لایه اکسیدی Fe₂O₃γ بر روی سطح کربن استیل می‌گردد که نقش محافظت مستقیم از فلز را ایفا می‌کند.
• محیط کاربردی: این نوع بازدارنده‌ها در محیط‌های خنثی بسیار مؤثر هستند و بیشتر روی واکنش‌های آندی فلزات اثرگذارند.

محدودیت‌ها و نکات مهم

• غلظت ناکافی: اگر مقدار بازدارنده آندی کافی نباشد و نتواند تمام سطح فلز را پوشش دهد، امکان خوردگی موضعی وجود دارد.
• اثرات زیست‌محیطی: برخی ترکیبات مانند کرومات‌ها ممکن است سازگار با محیط زیست نباشند و ایجاد آلودگی کنند.
• تبدیل شیمیایی: نیتریت‌ها در تماس با باکتری‌های نیترو در سیستم آب ممکن است به نیترات تبدیل شوند که اثر بازدارندگی خود را از دست می‌دهد.

به طور کلی، بازدارنده‌های خوردگی مؤثر باید به گونه‌ای انتخاب شوند که علاوه بر محافظت از فلز، سازگار با شرایط عملیاتی سیستم و محیط زیست باشند.

کاربردهای بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار بسته

محصول بازدارنده رسوب و خوردگی برای سیستم‌های مدار بسته کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارد، به ویژه در سیستم‌های حساس به خوردگی و رسوبگذاری:

• برج‌های خنک‌کننده مدار بسته در پتروشیمی: کنترل خوردگی و رسوب در خطوط لوله و مبدل‌های حرارتی، افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه‌های نگهداری.
• نیروگاه‌ها: بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده و جلوگیری از توقفات ناگهانی ناشی از رسوب و خوردگی.
• صنایع غذایی: حفاظت از مبدل‌ها و تجهیزات با رعایت استانداردهای بهداشتی و جلوگیری از آلودگی سیستم.
• تهویه مطبوع بزرگ و مجتمع‌های صنعتی: افزایش راندمان سیستم و کاهش مصرف انرژی با کنترل رسوب و خوردگی.

این محصول مناسب سیستم‌هایی با آب تغذیه متداول و حتی شرایط سخت است و قابلیت محافظت از تمام فلزات مورد استفاده در سیستم‌های مدار بسته را دارد.

جدول دوز مصرفی، آماده‌سازی محلول و نکات ایمنی

جدول دوز پیشنهادی:
دوز مصرف بازدارنده‌ها بر اساس شرایط سیستم تعیین می‌شود:

• سختی آب: هرچه سختی بالاتر باشد، دوز افزایش می‌یابد.
• دمای سیستم: دمای بالاتر باعث افزایش نرخ خوردگی و رسوب می‌شود، دوز باید متناسب تنظیم گردد.
• حجم گردش آب: دوز مصرف با حجم آب در گردش رابطه مستقیم دارد.

روش آماده‌سازی و تزریق محلول:

1. مقدار توصیه‌شده از محصول را در آب مقطر حل کنید تا محلول یکنواخت حاصل شود.
2. محلول آماده‌شده را به صورت مداوم یا دوره‌ای به سیستم تزریق کنید.
3. از دستگاه‌های تزریق مناسب با دوز کنترل دقیق استفاده نمایید.

نکات ایمنی و محافظت فردی:

• همیشه MSDS محصول را مطالعه کنید.
• استفاده از دستکش، عینک ایمنی و لباس محافظ الزامی است.
• محلول را در محیط خنک و دور از تابش مستقیم خورشید نگهداری کنید.
• از تماس مستقیم با پوست و چشم خودداری شود و در صورت تماس، شستشو با آب فراوان انجام گیرد.

قیمت و خرید مواد شیمیایی بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار بسته

شرکت آرتا انرژی پایدار به عنوان تامین‌کننده انواع مواد شیمیایی برای بازدارندگی رسوب و خوردگی در برج‌های خنک‌کننده مدار بسته آماده ارائه خدمات به کارفرمایان محترم می‌باشد.
برای مشاوره تخصصی، تعیین دوز مصرفی و ثبت سفارش انواع مواد شیمیایی بازدارنده رسوب و خوردگی برج خنک‌ کننده مدار بسته، می‌توانید از طریق بخش تماس با ما و شماره‌های درج شده در سایت با کارشناسان ما ارتباط برقرار کنید.