أثناء التشغيل الطويل لأنظمة المياه المتداولة الصناعية، يجب معالجة مشكلتين شائعتين. من ناحية، تزداد تركيز أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء، مما قد يؤدي إلى تكوين رواسب مثل كربونات الكالسيوم وكبريتات الكالسيوم، مما يقلل من كفاءة نقل الحرارة. ومن ناحية أخرى، يمكن للأكسجين المذاب وأيونات الكلوريد وتقلبات جودة الماء أن تسرع من تآكل المعادن وتقصر من عمر المعدات.
للتحكم في الترسبات والتآكل في أنظمة المياه المتداولة الصناعية، تُستخدم مثبطات التآكل والترسبات على نطاق واسع كمواد كيميائية لمعالجة المياه. من خلال الجمع المناسب بين المكونات المثبطة للتآكل والمثبطة للترسبات، يمكن لهذه المنتجات التحكم بفعالية في تكوين الترسبات، وتقليل معدل تآكل المعدات المعدنية، وتحسين استقرار تشغيل أنظمة المياه الصناعية.
ما هو مثبط التآكل والترسبات؟
مثبط التآكل والترسبات هو مادة كيميائية متعددة الوظائف تُستخدم في أنظمة معالجة المياه الصناعية. يوفر كلًا من التحكم في الترسبات والحماية من التآكل من خلال آليات مثل الاستخلاب والتشتت وتشويه الشبكة البلورية وحماية الأسطح المعدنية.
بالمقارنة مع المواد الكيميائية أحادية الوظيفة لمعالجة المياه، يمكن لمثبطات التآكل والترسبات معالجة مشكلتي الترسبات والتآكل في أنظمة المياه المتداولة. يمكن أن يساعد ذلك في تقليل تكرار تنظيف المعدات وصيانتها وتحسين كفاءة التشغيل الإجمالية لأنظمة الإنتاج الصناعي.
تُستخدم مثبطات التآكل والترسبات على نطاق واسع في صناعات مثل توليد الطاقة، وتصنيع الصلب، والبتروكيماويات، والكيماويات الفحمية، والمنسوجات، والأدوية، وتجهيز الأغذية، وصناعة الورق، ومعالجة مياه الصرف الصحي.
الوظائف الرئيسية لمثبطات التآكل والترسبات
1. تثبيط ترسب الترسبات
مع استمرار دوران المياه المتداولة الصناعية وتركيزها، قد تتجاوز أيونات الكالسيوم وأيونات المغنيسيوم وأيونات الكربونات وأيونات الكبريتات وغيرها من المواد في الماء حدود ذوبانها وتشكل رواسب من الأملاح ضعيفة الذوبان.
يمكن للمكونات النشطة في مثبطات التآكل والترسبات أن تمتز على أسطح البلورات، وتتداخل مع نمو البلورات الإضافي، وتشتت الجسيمات الدقيقة في الماء، مما يقلل من التصاق وتراكم الترسبات على أسطح نقل الحرارة وداخل الأنابيب.
2. حماية المعدات المعدنية وتقليل التآكل
تتعرض المعدات المعدنية في أنظمة المياه المتداولة باستمرار للماء والأكسجين والأيونات الذائبة المختلفة، وبالتالي قد تكون عرضة للتآكل الكهروكيميائي.
يمكن للمكونات المثبطة للتآكل في تركيبات مثبطات التآكل والترسبات أن تشكل طبقة واقية على الأسطح المعدنية، مما يقلل من الاتصال المباشر بين الوسائط المسببة للتآكل والركيزة المعدنية.
يمكن أن يوفر ذلك حماية للمواد شائعة الاستخدام مثل الفولاذ الكربوني والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ.
3. تحسين كفاءة نقل الحرارة
تزيد الترسبات على أسطح المعدات من المقاومة الحرارية وتقلل من كفاءة نقل الحرارة مع زيادة استهلاك الطاقة.
يمكن لمثبط التآكل والترسبات المناسب أن يقلل من تكوين الترسبات ويساعد في الحفاظ على أداء جيد لنقل الحرارة في نظام المياه المتداولة، مما قد يساعد في تقليل تكاليف التشغيل.
الأنواع الشائعة من مثبطات التآكل والترسبات
1. مثبطات التآكل والترسبات القائمة على حمض الفوسفونيك العضوي
تمتلك المواد الكيميائية لمعالجة المياه القائمة على حمض الفوسفونيك العضوي بشكل عام خصائص استخلاب جيدة وثباتًا حراريًا، وتستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه الصناعية.
المنتجات الشائعة تشمل:
· ATMP (حمض أمينوتريس (ميثيلين فوسفونيك))
· HEDP (حمض 1-هيدروكسي إيثيليدين-1,1-ثنائي فوسفونيك)
· DTPMPA (حمض ثنائي إيثيلين تريامين بنتا (ميثيلين فوسفونيك))
· PBTCA (حمض 2-فوسفونوبيوتان-1,2,4-ثلاثي كربوكسيليك)
يمكن استخدام هذه المنتجات بشكل فردي أو صياغتها مجتمعة وفقًا لظروف جودة المياه المحددة لتعزيز أداء التحكم في الترسبات والتآكل.
2. مثبطات التآكل والترسبات القائمة على البوليمر
توفر المواد الكيميائية لمعالجة المياه القائمة على البوليمر عمومًا أداءً جيدًا في التشتت وهي مناسبة بشكل خاص للأنظمة ذات العسر العالي أو القلوية العالية أو جودة المياه المعقدة.
المنتجات الشائعة تشمل:
· HPMA (أنهيدريد بولي ماليك متحلل مائيًا)
· AA/AMPS (كوبوليمر حمض الأكريليك/2-أكريلاميدو-2-ميثيل بروبان حمض السلفونيك)
· بولي أكريليك أسيد (PAA)
· كوبوليمر حمض الماليك/حمض الأكريليك (MA/AA)
يمكن لهذه البوليمرات المساعدة في التحكم في ترسب كربونات الكالسيوم وفوسفات الكالسيوم وغيرها من المواد المكونة للقشور، وتحسين استقرار تشغيل أنظمة المياه المتداولة.
3. مثبطات التآكل والقشور المركبة
بالنسبة لمختلف الصناعات وظروف التشغيل، يمكن لمصنعي المواد الكيميائية المهنية لمعالجة المياه تركيب أحماض الفوسفون العضوية والبوليمرات ومثبطات التآكل ومكونات وظيفية أخرى بناءً على تحليل جودة المياه.
يتيح ذلك تطوير حلول مخصصة للتحكم في التآكل والقشور لتطبيقات محددة.
على سبيل المثال، قد تعمل أنظمة المياه المتداولة في محطات الطاقة ومصانع الصلب وأنظمة التكييف المركزي تحت ظروف مختلفة، وبالتالي تتطلب مواد كيميائية معالجة مصممة خصيصًا.
كيفية اختيار مثبط التآكل والقشور المناسب؟
عند اختيار مثبط التآكل والقشور، لا ينبغي للشركات التركيز فقط على سعر المنتج. يجب مراعاة ظروف التشغيل الفعلية بشكل شامل.
أولاً، حلل جودة المياه، بما في ذلك معايير مثل:
· عسر الماء
· القلوية
· الموصلية الكهربائية
· الأس الهيدروجيني
· تركيز الكلوريد
ثانيًا، ضع في الاعتبار المعدات وظروف التشغيل، بما في ذلك:
· مواد المعدات
· درجة حرارة التشغيل
· معدل الدوران
· دورات التركيز
· ظروف استرداد النظام والتركيز
أخيرًا، يُوصى باختيار شركة تصنيع مواد معالجة المياه ذات القدرات القوية في البحث والتطوير والخدمات الفنية. يجب أن يكون المورد المحترف قادرًا على تحليل ظروف التشغيل المحددة وتقديم برنامج جرعات كيميائية مناسب.
بالنسبة لأنظمة المياه المتداولة الصناعية، فإن مثبط التآكل والترسيب المناسب ليس بالضرورة المنتج ذو أقل سعر وحدة. يجب أن يعتمد الاختيار على جودة المياه، مواد المعدات، ظروف التشغيل، أداء المعالجة، الجرعة، والتكلفة التشغيلية الإجمالية.
