Una empresa química-de carbó utilitza diversos intercanviadors de calor-incloent-hi-tubs shell-i-tipus de tubs i tipus de plaques-fabricats amb materials com l'acer al carboni i l'acer inoxidable SS304, tots compartint la mateixa font d'aigua de refrigeració circulant. No obstant això, durant el manteniment i el desmuntatge del sistema, es van observar problemes diferents: alguns intercanviadors de calor van patir contaminació i escala a les làmines de tubs, mentre que altres van experimentar corrosió i fuites a les plaques. Per què la mateixa font d'aigua de refrigeració va donar resultats tan diferents per a diferents intercanviadors de calor? Una anàlisi de les dades d'anions i cations de l'aigua revela que el problema prové d'un desequilibri en la proporció d'aquests ions. Aquest desequilibri provoca fluctuacions variables en el pH i la duresa, la qual cosa fa que els intercanviadors de calor específics experimentin corrosió o incrustació/incrustació. La diferència rau en la relació específica entre anions i cations; tots aquests ions tenen funcions diferents i tenen característiques químiques úniques. Determinar si l'aigua és corrosiva o es forma-incrustació requereix avaluar les propietats específiques d'aquests ions i les seves proporcions relatives.
1. Els anions tenen un doble paper
Els anions comuns a l'aigua inclouen Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻. Entre aquests, HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻ normalment es combinen amb cations com ara K⁺, Na⁺, Mg²⁺ i Ca²⁺ per determinar l'alcalinitat i la duresa de l'aigua. Els canvis en les concentracions d'aquests ions afecten el pH de l'aigua, i serveixen com a indicador de si l'aigua és corrosiva o es forma-incrustació. En conseqüència, són els ions primaris que influeixen en la naturalesa química de l'aigua.
2. Els ions sulfat afavoreixen tant la corrosió com la descamació
SO₄²⁻ és un anió corrosiu comú a l'aigua; augmenta la conductivitat elèctrica i pot combinar-se amb cations Ca²⁺ per formar precipitats de CaSO₄ (sulfat de calci), donant lloc a descamació. A més, els sulfats serveixen com a font de nutrients per als bacteris-reductors de sulfat presents a l'aigua. 3. Els cations tenen múltiples funcions
Els cations primaris de l'aigua inclouen K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ i Mn²⁺. Entre ells, K⁺ i Na⁺ augmenten la conductivitat elèctrica i augmenten la tendència de l'aigua cap a la inestabilitat; Ca²⁺ i Mg²⁺ augmenten el risc d'escala i perjudiquen l'eficiència de la transferència de calor; i Fe³⁺ i Mn⁺ formen fangs col·loïdals, la qual cosa condueix a una corrosió sota-dipòsit.
En resum: analitzar els nivells de HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻ per avaluar l'acidesa/alcalinitat de l'aigua; analitzar els nivells de Cl⁻ per avaluar la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable SS304; i analitzar els nivells de Ca²⁺ i Mg²⁺ per avaluar el risc d'escalada de l'intercanviador de calor.
