Стабильность воды

Виды и причины зарастания труб и оборудования.

При эксплуатации водопроводных труб и оборудования в ряде случаев на их стенках образуются различного рода отло­жения. В результате этого снижается их пропускная способ­ность. Это связано, как правило, со свойствами транспортируе­мой по ним воды. Встречаются отложения сплошные, равномерно уменьшающие живое сечение трубы, и бугристые, возни­кающие в виде отдельных выступов на стенках труб и обору­дования.

По видам и причинам, вызывающим отложения, их разде­ляют на донные, сплошные, бугристые отложения и биологи­ческие обрастания.

Донные отложения возникают в нижней части труб вболь­шинстве случаев при транспортировке неочищенной воды, со­держащей грубую взвесь. Они характерны для труб, по кото­рым вода движется с небольшими скоростями. Донные отло­жения может вызвать гидроксид железа (III), который в пе­риоды малого расхода воды отлагается в трубах, уплотняется и цементируется.

Сплошные отложения образуются при транспорте воды, пе­ресыщенной карбонатом кальция (с положительным индексом насыщения). В этом случае отложения состоят в основном из карбоната кальция и прочно прикреплены к стенкам труб и оборудования; грубодисперсные взвеси цементируются карбо­натом кальция. Отложения располагаются эксцентрично с утол­щением в донной части трубы.

Бугристые отложения образуются в стальных и чугунных трубах в связи с коррозионным действием воды ипредставля­ют собой бугорки неправильной формы, иногда сливающиеся друг с другом на высоту 20... 30 мм. Бугристые отложения от­личаются прочностью и сильным сцеплением со стенками труб, значительную роль в их образовании играют железобактерии, перерабатывающие оксид железа(II) вгидроксид железа (III).

Коррозия труб и оборудования может вызываться разнооб­разными агрессивными средами, к которым относятся воздух, топочные газы, сернистые соединения, реагенты, употребляемые для обработки воды, продукты их разложения и др.

Агрессивное действие воды при очистке объясняется нару­шением в ней карбонатного равновесия, поскольку при добав­лении в воду 1 мг сульфата алюминия или хлорида железа (III) выделяется около 0,8 мг оксида углерода(IV) за счет разло­жения гидрокарбонатов. Вода при этом становится нестабиль­ной, т. е. способной растворять защитные пленки на внутрен­ней поверхности трубопроводов в результате появления в ней агрессивной угольной кислоты. При оголении поверхности тру­бопроводов усиливается электрохимическая коррозия, которой благоприятствует присутствие растворенного в воде кислорода и сероводорода. Вода обогащается продуктами коррозии, ухуд­шающими ее качественные показатели.

Из металлов больше всего разрушается железо, коррозия которого в зависимости от покрытия протекает следующим об­разом:

Для предохранения металлов от коррозии их покрывают коррозионно-стойкими металлами (цинком, оловом, никелем и др.), в воду добавляют ингибиторы (например, соли фосфор­ной кислоты), жидкое стекло, сильные окислители (хромат нат­рия, гексаметафосфат натрия), применяют протекторную защи­ту, наносят на их поверхности краски, эмали и другие защит­ные материалы.

Для борьбы с коррозией труб рекомендуется магнитная об­работка воды. Предполагают, что под действием магнитного поля растворенный в воде кислород активируется и образует с железом ферромагнитные оксиды, предохраняющие поверх­ность металла от агрессивных сред. Концентрация кислорода в воде при этом уменьшается.

Применяют магнитные установки чаще всего в системах оборотного водоснабжения. На рис.1 показана схема цир­куляционной системы водяного охлаждения турбогенератора с Установкой магнитного аппарата.

Стабильность воды является одним из основных показате­лей ее качества. Обесцвеченную и осветленную на очистных сооружениях воду нельзя считать удовлетворительной по качеству, если она, проходя по трубам, приобретает окраску или об­разует осадок.

Нарушение стабильности воды может быть вызвано нали­чием растворенной угольной кислоты, сероводорода или кисло­рода, низким значением рН, пересыщенностью угольной кисло­ты или кислорода, пересыщенностью ее карбонатом кальция или гидроксидом магния, повышенной концентрацией сульфа­тов либо хлоридов.

Согласно ГОСТу 3313—86, стабильной считается вода, ко­торая не выделяет и не растворяет осадка карбоната кальция. Это свойство воды характеризуется показателем стабильности. ГОСТ дает два метода его определения: основной и вспомога­тельный. По первому методу показатель стабильности находят из выражения

(1)

где Щ_и — исходная фактическая щелочность воды в естествен­ном состоянии, мг-экв/л; Щ_н — щелочность воды после сме­шивания (насыщения) ее с карбонатом кальция, мг-экв/л.

При взбалтывании воды, содержащей агрессивную углекис­лоту, с карбонатом кальция последний растворяется, переходя в гидрокарбонат кальция, в результате чего щелочность и рН воды повышаются. Если же вода пересыщена карбонатом каль­ция, то он отлагается на зернах введенного в воду перед на­чалом взбалтывания карбоната кальция; рН и щелочность во­ды при этом понижаются.

По второму методу показатель стабильности находят из вы­ражения

(2)

где рН_и — значение рН в исходной воде; рН_н — значение рН воды, насыщенной карбонатом кальция.

Дата добавления: 2015-04-25