1. параметры
2. Измерения важны
3. Кислотность и щелочность
4. Стабильность воды

В статьях я представлю основную информацию о качестве воды, важную с точки зрения ее поведения при транспортировке и хранении, а затем попытаюсь сослаться на конкретные применения.

Системы водораспределения, эксплуатируемые компаниями, занимающимися водоснабжением, должны обеспечивать поддержание качества воды с момента, когда она покидает станцию ​​водоподготовки, до тех пор, пока ее не заберет потребитель. Это означает, что качество воды остается стабильным, а материалы, с которыми сталкиваются при транспортировке и хранении, не претерпевают неблагоприятных изменений, которые ухудшают их долговечность, а также негативно влияют на качество транспортируемой воды.

Аналогичные требования предъявляются пользователями систем центрального отопления, горячего водоснабжения или водоснабжения, используемых в качестве охлаждающей среды. Во всех случаях основными факторами, определяющими выполнение этих требований, являются параметры качества воды и тип материала, с которым она остается в контакте.

Итак, давайте попробуем обобщить основную информацию о качестве воды, важную с точки зрения ее поведения при транспортировке и хранении, а затем отнести ее к конкретным областям применения. В соответствии с классификацией Чендлера [1, 2], определяющей влияние состава воды на скорость коррозии, следует учитывать следующие параметры: pH, содержание растворенного газа (кислород и углекислый газ), содержание растворенной соли (с разбивкой на агрессивные ионы, ионы металлов и неагрессивные ионы) ) и общее количество растворенных веществ.

параметры

• pH - в пределах 4,5-9,0, поэтому наиболее частые значения pH в природных водах не оказывают существенного влияния на скорость коррозии.

• Растворенный кислород как эффективный катодный деполяризатор является фактором, ускоряющим коррозию, его коррозионная природа увеличивается с увеличением концентрации. При очень высоких концентрациях может возникнуть пассивный кислород, хотя одновременное присутствие агрессивных ионов (например, хлоридов) препятствует такому действию.
  С практической точки зрения следует предположить, что увеличение концентрации растворенного кислорода увеличивает скорость коррозии. В то же время стоит напомнить, что полное отсутствие растворенного кислорода в водораспределительной сети может привести к неблагоприятным изменениям качества, вызванным анаэробными микробиологическими процессами, которые ухудшают органолептические свойства воды.

• Углекислый газ может влиять на скорость коррозии непосредственно как источник ионов водорода, а также косвенно ограничивать образование защитного слоя карбоната кальция на поверхности защитного трубопровода. Можно предположить, что при рН> 4,0 диоксид углерода не присутствует в газообразной форме, но главным образом в форме бикарбонатов или карбонатов. Та часть, которая необходима для поддержания растворенного гидрокарбоната кальция в водном растворе, согласно уравнению:
  Ca (HCO 3) 2 ↔ CaCO 3 + H 2 O + CO 2
  называется балансом углерода, а его избыток по отношению к балансу углекислого газа называется агрессивным углекислым газом, который проявляет агрессивное действие по отношению к стали или бетону.

• Агрессивные ионы называются хлоридными и сульфатными ионами, что затрудняет формирование защитных слоев на поверхности трубопроводов и может даже разрушать пассивное состояние (хлорид-ионы). Согласно ПН [3], коррозия сети возрастает, если концентрация хлоридов превышает 150 мг / л, а сульфатов 250 мг / л.

• К неагрессивным ионам относятся ионы кальция, магния и бикарбоната - они препятствуют коррозии. Согласно PN [3], ингибирующий эффект этих ионов зависит от скорости потока воды: при скорости потока ниже 0,5 м / с жесткость кальция и общая щелочность не должны быть ниже 2,14 мвал / л, при более высоких скоростях значение этих параметров должно быть не менее 0,71 мвал / л. Увеличение щелочности воды может компенсировать неблагоприятное коррозионное действие хлоридных и сульфатных ионов [2].

• Под общей минерализацией воды понимается количество растворенных солей - по этому критерию можно различить пресные воды с минерализацией до 1000 мг / л и минеральные воды - минерализация> 1000 мг / л. Количество солености в основном влияет на скорость коррозии биметаллических систем. Предполагается, что правильная проводимость <1000 мкСм / см означает более слабые коррозионные свойства [2].

Наконец, стоит обратить внимание на влияние температуры воды на интенсивность коррозии, что особенно важно для систем водоснабжения, которые покрывают поверхностные воды. При более высоких температурах растворимость кислорода уменьшается, но в то же время увеличивается скорость диффузии кислорода к поверхности металла, что существенно влияет на скорость коррозии [2]. Это означает, что скорость коррозии зависит от сезонных изменений температуры и влечет за собой необходимость увеличения доз ингибиторов коррозии в летние месяцы.

Измерения важны

На практике оценка опасностей, возникающих в результате контакта транспортируемой воды с поверхностью трубопроводов, основана на результатах определений, проведенных в лабораториях предприятий водоснабжения, санитарно-эпидемиологических станциях и других специализированных лабораториях. Измерения pH, температуры или содержания растворенного кислорода дают быструю и однозначную информацию, в то время как содержание агрессивных ионов (хлоридов и сульфатов) и неагрессивных (кальций и магний) и их взаимоотношения, влияющие на оценку агрессивности и / или коррозионной активности воды, требуют более широкого обсуждения.

Общая жесткость воды определяется суммой ионов кальция и магния, присутствующих в сочетании с ионами бикарбоната (карбонатная жесткость) и в сочетании с хлоридными и сульфатными ионами (некарбонатная жесткость).

Для простоты в этом обсуждении мы опускаем менее частые случаи присутствия других ионов, составляющих часть карбонатной или некарбонатной жесткости. До недавнего времени твердость выражалась в немецких градусах (ºn), и в настоящее время наиболее часто в миллиграммах-вонарци / л (мвал / л) или в мг CaCO3 / л, где 1 мвал / л соответствует 50 мг CaCO3 / л или 2,8 ºn. Карбонатную жесткость иногда называют переходной жесткостью, которую удаляют кипящей водой в соответствии с уравнениями реакции:

Ca (HCO3) 2 → CaCO3 ↓ + H2O + CO2

Mg (HCO3) 2 → MgCO3 + H2O + CO2

MgCO3 + H2O → Mg (OH) 2 ↓ + CO2

Часть общей твердости, остающаяся после кипячения, называется твердой твердостью.

Кислотность и щелочность

В этом контексте стоит вспомнить такие свойства воды, как ее щелочность и кислотность. Щелочность воды заключается в ее способности нейтрализовать минеральные кислоты. В водах с pH <8,3 щелочность воды практически равна ее карбонатной жесткости. В свою очередь, способность нейтрализовать сильное основание определяется как кислотность воды, приблизительно соответствующая содержанию свободного углекислого газа.

Стабильность воды

Химическая стабильность воды оценивается на основе карбонатно-кальциевого баланса. Стабильная вода не вызывает осаждения карбоната кальция и не растворяет такой осадок. Нарушение этого равновесия может привести либо к осаждению карбоната кальция (CaCO3) и образованию защитных слоев, указывающих на отсутствие агрессивных свойств, либо к предотвращению их осаждения или растворения, уже образовавшегося с помощью агрессивной воды для испытаний. Для оценки карбонатно-кальциевого баланса тестируемой воды и ее агрессивных свойств, так называемые Индекс насыщенности и индексы Ланжелье и Ризнера рассчитаны на его основе.

Индекс насыщения pH можно рассчитать по упрощенной формуле:

pH = (9,3 + A + B) - (C + D),

в которой индивидуальные коэффициенты являются функциями общего содержания солей, растворенных в воде (A), температуры воды (B), жесткости кальция в воде (C) и щелочности общей воды (D). Значения этих коэффициентов определяются из таблицы [1, 2].

На основании значения pH-индекса насыщения и значения pH тестируемой воды можно оценить ее стабильность на основе индекса Langelier JL:

JL = pH - pH,

при этом если:

JL <0, вода содержит агрессивный углекислый газ и обладает агрессивными свойствами,

JL = 0, вода стабильна, т.е. она не агрессивна, но также не имеет тенденции осаждать CaCO3,

JL> 0, вода имеет тенденцию осаждать CaCO3, неагрессивна.

Характеристики воды на основе индекса Ризнера, рассчитанного по формуле:

JR = 2 pH - pH

позволяет распознать как полностью устойчивую воду с JR в диапазоне 6,25-6,75. При JR ниже 6 вода имеет тенденцию осаждать CaCO3, тогда как при JR> 7 она явно агрессивна [1, 2].

Взаимосвязь между агрессивностью и коррозионной активностью воды следующая: агрессивные воды всегда вызывают коррозию, но неагрессивные воды со склонностью к осаждению CaCO3 могут вызывать коррозию из-за присутствия агентов, препятствующих образованию защитных слоев CaCO3. Эти факторы относятся к изначально агрессивным хлоридным и сульфатным ионам.

Для оценки коррозионной активности воды был разработан индекс Ларсона (IL) для определения коррозионной активности от щелочности воды и содержания хлоридов и сульфатов:

IL = {2 [SO42-] + [Cl -]} / [HCO3-],

где:

[SO42-] - концентрация сульфат-ионов [ммоль / л],

[Cl-] - концентрация хлорид-ионов [ммоль / л],

[HCO3-] - концентрация бикарбонат-ионов [ммоль / л].

Оценка коррозионной активности воды на основе индекса Ларсона заключается в следующем [2]:

IL <0,8 - хлориды и сульфаты не влияют на естественную защитную пленку;

1,0 <IL <1,2 - в системе может произойти коррозия, так как хлоридные и сульфатные ионы могут воздействовать на естественную защитную пленку;

IL> 1,2 воды обладает ярко выраженными коррозионными свойствами, которые увеличиваются с увеличением значения индекса.

Из вышесказанного следует, что коррозионные свойства воды возрастают с увеличением хлоридных и сульфатных ионов и уменьшаются с увеличением щелочности воды. Наконец, обсуждая факторы, определяющие влияние качества воды на поверхности материалов, оставшихся с ней в контакте, давайте попробуем обсудить их в связи с конкретными применениями.

В следующей статье мы рассмотрим воду в водораспределительных сетях, в системах охлаждения и отопления ...

д-р Славомир Белозор

Похожие

Комментарии