Uma empresa-química de carvão utiliza vários trocadores de calor-incluindo-invólucros tubulares-fixos e-tipos de tubos e placas-fabricados com materiais como aço carbono e aço inoxidável SS304, todos compartilhando a mesma fonte de água de resfriamento circulante. No entanto, durante a manutenção e desmontagem do sistema, foram observados problemas distintos: alguns trocadores de calor sofreram incrustações e incrustações nos espelhos, enquanto outros sofreram corrosão por picada e vazamento nas placas. Por que a mesma fonte de água de resfriamento produz resultados tão diferentes para diferentes trocadores de calor? Uma análise dos dados de ânions e cátions da água revela que o problema decorre de um desequilíbrio na proporção desses íons. Esse desequilíbrio causa flutuações variadas no pH e na dureza, fazendo com que trocadores de calor específicos sofram corrosão ou incrustações/incrustações. A diferença está na proporção específica entre ânions e cátions; cada um desses íons desempenha papéis distintos e possui características químicas únicas. Determinar se a água é corrosiva ou formadora-de incrustações requer a avaliação das propriedades específicas desses íons e suas proporções relativas.
1. Os ânions desempenham um papel duplo
Os ânions comuns na água incluem Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, CO₃²⁻ e OH⁻. Entre estes, HCO₃⁻, CO₃²⁻ e OH⁻ normalmente se combinam com cátions como K⁺, Na⁺, Mg²⁺ e Ca²⁺ para determinar a alcalinidade e a dureza da água. Mudanças nas concentrações desses íons afetam o pH da água, servindo como um indicador se a água é corrosiva ou formadora de incrustações-. Conseqüentemente, eles são os íons primários que influenciam a natureza química da água.
2. Os íons sulfato promovem corrosão e incrustações
SO₄²⁻ é um ânion corrosivo comum na água; aumenta a condutividade elétrica e pode combinar-se com cátions Ca²⁺ para formar precipitados de CaSO₄ (sulfato de cálcio), resultando em incrustações. Além disso, os sulfatos servem como fonte de nutrientes para bactérias-redutoras de sulfato presentes na água. 3. Os cátions desempenham múltiplas funções
Os cátions primários na água incluem K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ e Mn²⁺. Entre eles, K⁺ e Na⁺ aumentam a condutividade elétrica e aumentam a tendência da água à instabilidade; Ca²⁺ e Mg²⁺ aumentam o risco de incrustações e prejudicam a eficiência da transferência de calor; e Fe³⁺ e Mn⁺ formam lama coloidal, levando à corrosão sob-depósito.
Em resumo: analisar os níveis de HCO₃⁻, CO₃²⁻ e OH⁻ para avaliar a acidez/alcalinidade da água; analisar os níveis de Cl⁻ para avaliar a resistência à corrosão do aço inoxidável SS304; e analisar os níveis de Ca²⁺ e Mg²⁺ para avaliar o risco de incrustações no trocador de calor.
