بررسی پدیده خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن

خوردگی در برج خنک کننده :

خوردگي از جمله مهمترين مشكلات در برج خنک کننده است و موجب اتلاف هزينه و كم شده بازدهي برج مي گردد. وجود عوامل گوناگون در برج امكان بروز خوردگی در برج خنک کننده را به راحتي ميسر مي سازد. وجود آب به عنوان يك الكتروليت و همچنين وجود فلزات از جنس مختلف در برج به عنوان كاتد و آند زمينه را براي ايجاد يك پيل شيميايي در مقياس بزرگ فراهم مي سازد! وجود آب موجود در برج و تغييرات دما موجب تسريع عمل خوردگي مي گردد.

در برج خنک کننده pH ناخالصي هاي گوناگون و تغييرات عملا با واكنش هاي اكسايش-كاهش روبرو هستيم. مهاجرت الكترون ها از آند به سمت كاتد موجب از بين رفتن تدريجي آند و ايجاد رسوب بر فلزات شده كه اين رسوب خود موجب تسريع خوردگي مي شود. خوردگی در برج خنک کننده معمولا به صورت حفره اي و شياري مشاهده مي شود. براي جلوگيري از بروز و ايجاد خوردگي كافي است حداقل يكي از سه عامل پيل شيميايي يعني آند، كاتد و الكترولت را قطع كنيم.

محلول های ضد خوردگی در برج خنک کننده

براي جلوگيري از خوردگی در برج خنک کننده از موادي به نام بازدارنده خوردگي 1 استفاده مي كنيم. اين بازدارنده ها با ايجاد يك لايه محافظ بر روي فلز مانع دسترسي آن به الكتروليت شده و خوردگي را متوقف و يا كند مي كند.
واكنش زير در آند اتفاق مي افتد:

Fe → Fe²⁺+2e^–                                                                                                                         (1)

دو واكنش زير در كاتد اتفاق مي افتد:

H₂O+1∕2 O₂+ 2e^– → 2OH^–                                                                                                                                              (2)

2H⁺+2e^– → H₂                                                                                                                          (3)

واكنش هاي زير نيز در ضمن انجام مي گيرد:

Fe²⁺+2OH^– → Fe(OH)₂                                                                                                               (4)

2Fe(OH)₂+1∕2 O₂+H₂O → 2Fe(OH)₃                                                                                              (5)

با تشكيل رسوب بر روي فلز وضعيت از اين هم بدتر شده و لجني متشكل از ميكروارگانيسم ها بر روي فلز تشكيل شده و يك شرايط هوازي در تماس با فلز ايجاد شده و موجب پيدايش تركيبات گوگرددار مي شود:

SO₄^2-+10H⁺+8e^– → H₂S+H₂O                                                                                                      (6)

عوامل موثر در خوردگي:

از جمله مهم ترين عواملي كه باعث تسريع فرايند خوردگي در برج مي شود عبارت است از:

1- pH:

بين 6,5 تا 9 تقريبا ثبت است. pH ميزان خوردگي طبق بررسي هاي انجام شده در حدود ميزان

2- سختي كلسيم:

براي آبهاي با ميزان سختي كلسيم بالا، ميزان بازدارنده خوردگي كاهش مي يابد و برعكس.

3- تجمع يون هاي مهاجم:

از جمله يونهاي مهاجم يون كلرايد و يون سولفات است كه در غلظت هاي بالا به لايه محافظ ايجاد شده توسط ماده بازدارنده حمله كرده و آن را ضعيف كرده يا از بين مي برد.

4- سرعت آب:

هر چه سرعت آب بيشتر باشد ميزان خوردگي زيادتر مي شود اما از سوي ديگر با وجود ماده بازدارنده خوردگي هرچه سرعت آب بيشتر باشد تاثير آن بهتر و بيشتر خواهد بود. از اين رو همواره بايد در يك سرعت بهينه از آب كار كرد.

منبع: بررسي دو پديده رسوب و خوردگي در برج خنك كننده و كنترل آن در يك نمونه موردي صنعتي