عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کننده

برج خنک کننده یکی از تجهیزات مهم در صنعت تهویه مطبوع است که وظیفه خنک کننده آب را بر عهده دارد. تولید برج خنک کننده در انواع مختلف و با ظرفیت های مختلف بوده و در صنایع مختلف مانند نیروگاه ها، کارخانه ها، ساختمان های مسکونی و تجاری کاربرد دارند. خوردگی یکی از مشکلاتی است که می تواند بر عملکرد برج خنک‌کننده تاثیر منفی بگذارد. خوردگی به معنای تخریب مواد در اثر واکنش شیمیایی با محیط اطراف است. در برج، خوردگی می تواند ناشی از عوامل مختلفی باشد که در ادامه به آنها می پردازیم.

1. pH آب

pH آب یکی از مهم ترین عوامل موثر بر خوردگی در برج خنک کن است. PH آب نشان دهنده اسیدی یا قلیایی بودن آن است. آب با pH پایین (کمتر از 6.5) اسیدی و آب با PH بالا (بیش از 8.5) قلیایی است. در آب با pH پایین، فلزات به راحتی با اکسیژن واکنش داده و باعث خوردگی می شوند. همچنین در آب با pH بالا، فلزات با یون های کلسیم و منیزیم واکنش داده و رسوباتی تشکیل می دهند که می توانند باعث خوردگی شوند.

2. سختی آب

آب سخت حاوی مقادیر زیادی یون کلسیم و منیزیم است. این یون ها می توانند با فلزات واکنش دهند و ترکیباتی را تشکیل دهند که روی سطح فلز رسوب کنند. این رسوب می تواند انتقال حرارت را کاهش دهد. انتقال حرارت در برج خنک کننده بسیار مهم است. آب گرم برای خنک شدن باید با جریان هوا در تماس باشد. اگر رسوبی روی سطح فلز ایجاد شود، جریان هوا را مسدود کرده و انتقال حرارت را کاهش می دهد.

کاهش انتقال حرارت می تواند احتمال خوردگی را افزایش دهد. این به این دلیل است که آب گرمتر زمان بیشتری برای خنک شدن دارد. در این مدت، آب در تماس بیشتری با فلز قرار می گیرد و احتمال واکنش فلز با اکسیژن و سایر یون های موجود در آب افزایش می یابد. برای کاهش سختی آب می توان از روش های مختلفی استفاده کرد. برخی از این روش ها عبارتند از:

 استفاده از دستگاه سختی گیر

دستگاه سختی گیر یکی از رایج ترین روش های کاهش سختی آب است. این دستگاه از رزین های تبادل یونی برای حذف یون های کلسیم و منیزیم از آب استفاده می کند.

 استفاده از مواد شیمیایی

مواد شیمیایی مختلفی مانند پلی فسفات ها و سیلیکات ها می توانند برای کاهش سختی آب استفاده شوند. این مواد با تشکیل ترکیباتی با یون های کلسیم و منیزیم، از تشکیل رسوب جلوگیری می کنند.

 الکترولیز

الکترولیز نیز یکی از روش های کاهش سختی آب است. در این روش، آب از بین دو الکترود عبور می کند و یون های کلسیم و منیزیم از آن جدا می شوند.

روش مناسب برای کاهش سختی آب به عوامل مختلفی مانند نوع آب، شرایط محیطی و بودجه بستگی دارد.

3. تجمع یون های مهاجم

خوردگی در برج های خنک کننده نه تنها تحت تأثیر اسیدیته یا قلیایی بودن آب (pH) و مقدار مواد معدنی محلول مانند کلسیم و منیزیم (سختی آب) قرار می گیرد، بلکه می تواند به شدت تحت تأثیر تجمع یون ها مانند کلریدها قرار گیرد. سولفات ها و نیتریت ها که به یون های مهاجم معروف هستند. آنها همچنین شناخته شده است که قرار می گیرند. این یون‌های تهاجمی که اغلب از منابعی مانند آب ورودی، مواد شیمیایی فرآیند و آلاینده‌های موجود در هوا می‌آیند، می‌توانند با سطوح فلزی واکنش داده و باعث واکنش‌های شیمیایی شوند که در نهایت منجر به خوردگی مواد فلزی درون برج می‌شود. خنک تر می شود. این واکنش ها می توانند مستقیماً بر کارایی و عمر تجهیزات تأثیر بگذارند و نیاز به نظارت و کنترل دقیق را افزایش دهند.

4. غلظت کلرین

کلرین یکی از مواد شیمیایی است که برای جلوگیری از تشکیل رسوب در برج خنک کننده استفاده می شود. با این حال، غلظت بالای کلرین نیز می تواند باعث خوردگی شود. کلرین با فلزات واکنش نشان می دهد و لایه ای از اکسید فلز بر روی آنها ایجاد می کند. این لایه می تواند باعث کاهش انتقال حرارت و در نتیجه افزایش احتمال خوردگی شود.

5. دما

در دماهای بالاتر، یون های آب مانند اکسیژن به راحتی می توانند به سطح فلزات نفوذ کنند. این باعث می شود که واکنش خوردگی سریعتر شود. علاوه بر این، در دماهای بالاتر، فلزات تمایل بیشتری به واکنش با یون های موجود در آب دارند. این نیز احتمال خوردگی را افزایش می دهد. برای کاهش خوردگی در برج خنک کننده می توان از روش های مختلفی مانند استفاده از مواد شیمیایی بازدارنده خوردگی، افزایش سرعت آب و کاهش سختی آب استفاده کرد. مثال: فرض کنید دمای آب در برج خنک کننده 40 درجه سانتی گراد است. در این دما، احتمال خوردگی تقریباً 10 برابر بیشتر از زمانی است که دمای آب 25 درجه سانتیگراد است.

6. سرعت آب

در سرعت کم آب، آب زمان بیشتری برای تماس با سطح فلز دارد. این امر باعث می شود تا اکسیژن بیشتری به سطح فلز نفوذ کند و در نتیجه احتمال خوردگی را افزایش می دهد. در سرعت های بالاتر آب، آب در برج خنک کننده سریعتر جریان می یابد. این باعث می شود لایه ای از آب شیرین روی سطح فلز تشکیل شود که از واکنش فلز با اکسیژن جلوگیری می کند. برای کاهش خوردگی در برج خنک کننده می توان از روش های مختلفی مانند استفاده از مواد شیمیایی بازدارنده خوردگی، کاهش سختی آب و افزایش سرعت آب استفاده کرد.

مثال:فرض کنید سرعت آب در برج خنک کننده 0.1 متر بر ثانیه است. در این سرعت، احتمال خوردگی تقریباً 10 برابر بیشتر از زمانی است که سرعت آب 1 متر بر ثانیه است. راه حل های افزایش سرعت آب در برج خنک کننده:

•  ارتفاع بسته بندی را افزایش دهید.
• قطر لوله های آبپاش را کاهش دهید.
• افزایش قطر لوله های مکش.
• برای افزایش جریان هوا از دمنده یا مکنده استفاده کنید.

راه های کنترل خوردگی در برج خنک کننده

برای کنترل خوردگی در برج خنک کننده، باید عوامل موثر بر خوردگی را شناسایی و اقدامات لازم را برای کنترل آنها انجام داد. برخی از اقداماتی که می توان برای کنترل خوردگی در برج خنک کننده انجام داد عبارتند از:

• کنترل pH آب ورودی به برج خنک کننده
• کاهش سختی آب ورودی به برج خنک کننده
• کنترل تجمع یون های مهاجم در آب
• کاهش غلظت کلرین در آب
• کنترل دمای آب
• افزایش سرعت آب

علاوه بر این، می توان از مواد شیمیایی بازدارنده خوردگی نیز برای کاهش احتمال خوردگی در برج خنک کننده استفاده کرد. برای اطلاعات بیشتر در مورد کنترل خوردگی برج خنک کننده می توانید اینجا کلیک کنید و مقاله رو مطالعه نمایید.

جمع بندی

در برج‌های خنک‌کننده، عوامل متعددی همچون تغییرات در میزان اسیدیته یا بازی بودن آب (pH)، درجه سختی و میزان مواد معدنی آب، همراه با وجود یون‌هایی که تمایل به تسریع خوردگی دارند، می‌توانند بر سرعت خوردگی اثر بگذارند. همچنین، دمای آب و مقدار کلرین بکار برده شده برای کنترل رشد جلبک‌ها و باکتری‌ها و نیز سرعت جریان آب از عوامل تعیین‌کننده‌ای هستند که می‌توانند شدت واکنش‌های خوردگی را تحت شعاع قرار دهند یا آن را کاهش دهند.