EN
Защо металните скребери излизат от строя в канализационни среди
H₂S, органични киселини и микробиологично обусловена корозия (MIC) ускоряват метала деградация
Когато сероводородът (H2S) проникне в канализационните системи, той се превръща в сярна киселина, която разяжда защитните оксидни покрития върху металните повърхности. Едновременно с това всички тези органични киселини намаляват pH-стойността под 4, създавайки изключително агресивни условия, които разрушават тънките защитни филми върху метала. Следва още по- сериозната микробиологично обусловена корозия (МОК). Тези сулфатредуциращи бактерии (СРБ) по същество се хранят както със сулфати, така и с метала сам по себе си, предизвиквайки скорост на корозия, която е с 200–400 % по-висока в сравнение с обикновените некорозионни, несвързани с биологични процеси. Според различни доклади по инженерство на корозията компонентите от неръждаема стомана, изложени на тези условия, обикновено се износват с 0,8–1,2 мм годишно. Това обяснява защо почти половината (около 43 %) от металните скребачи, използвани в кисели среда вътре в канализационните очистни станции, трябва да се заменят на всеки около 18 месеца. Финансовото въздействие нараства бързо, когато оборудването постоянно излиза от строя преждевременно.
Галванична корозия и точкова корозия в компоненти от неръждаема стомана и чугун за скребери
Когато различни метали влязат в контакт помежду си — например неръждаемостоманените болтове, поставени върху чугунени рамки, — между тях се образуват галванични клетки. Тези малки електрохимични реакции всъщност разяждат материала от три до пет пъти по-бързо, отколкото би се случило при нормална корозия сама по себе си. Хлоридните йони обичат да проникват през микроскопичните дефекти по повърхността на неръждаемата стомана. Веднъж проникнали вътре, те започват да образуват тези зловредни ямки, които сериозно намаляват механичната устойчивост на конструкцията. Има случаи, при които структурната цялост намалява с около 40–60 % след само няколко години експозиция. Междувременно чугунът също има своите проблеми. Графитът в тези материали обикновено се корозира първи, докато феритните части се разтварят, оставяйки зад себе си нещо, което прилича на швейцарски сирен, но вече не е достатъчно здраво, за да удържа каквото и да било. Положението става още по-лошо, когато рН-стойността спадне под 4 — нещо, което се случва доста често в близост до индустриални обекти. Изведнъж оборудването, което трябваше да служи десет години, започва да излиза от строя след само две години. Екипите за поддръжка похарчват приблизително с 74 % повече средства за поправка на такива метални повреди в сравнение с просто замяната на частите с пластмасови скребци — което може да изглежда скъпо в началото, но в крайна сметка води до икономии на дълга срочност.
Как пластмасовите скребери постигат превъзходна корозионна устойчивост
Електрохимическа инертност: липса на окисление или измиване на йони в агресивната химия на отпадъчните води
Материалите като ултрависокомолекуларен полиетилен (UHMWPE) и нейлон 6/66 се отличават с това, че не реагират химически в агресивни условия. Тези инженерни полимери просто не се окисляват и не отделят йони при излагане на корозивни отпадъчни води. Това, което ги прави специални, е молекулярната им структура, която изобщо не провежда електричество, поради което няма риск от възникване на галванична корозия между различни материали. Плътността на тези пластмаси е в диапазона около 0,94–0,98 грама на кубичен сантиметър, което създава толкова плътни повърхности, че микроорганизмите трудно се закрепват върху тях, а химикалите се проникват с трудност. Дори при концентрации на хлор до 500 части на милион или при разтвори на сярна киселина с рН под 1 тези материали продължават да проявяват изключително добра устойчивост, като запазват около 98 % от своята корозионна устойчивост. Ускорени в лабораторни условия изпитания показват също впечатляващ резултат: след еквивалентно на реални условия излагане, продължило приблизително 10 000 часа в силно кисели до алкални среди с рН от 2 до 12, материалите запазват около 89 % от първоначалната си здравина при опън. Такава издръжливост означава, че полимерните компоненти могат да служат значително по-дълго от традиционните метални алтернативи, преди да започнат да показват признаци на деградация.
Профил на химическата устойчивост на нейлон 6/66 и УВМВПЕ към сулфиди, остатъчен хлор и органични съединения при ниско pH
Нейлон 6/66 проявява изключително добра устойчивост към концентрациите водороден сулфид, които се срещат в анаеробните дигестори. От своя страна, УВМВПЕ притежава водоотблъскваща повърхност, която предотвратява контакта с киселинните съединения при по-ниски стойности на pH, които обикновено агресивно разрушават металните повърхности. При устойчивостта срещу дезинфектанти, съдържащи хлор, и срещу пукнатини, причинени от сулфиди, тези пластмаси надвишават епоксидно покритите метали четири пъти според някои ускорени изпитания, проведени върху тях. Тази изключителна химическа устойчивост има и значително влияние върху икономическата страна на въпроса. Проучвания, извършени върху системи за пречистване на отпадъчни води, показват, че експлоататорите спестяват около две трети от общите разходи при използване на тези материали вместо опции от неръждаема стомана.
Предимства на конструкцията на пластмасови скребери освен корозионната устойчивост
Ограничаване на MIC: непроводящи и ненутритивни повърхности потискат образуването на биопленки от сулфатредуциращи бактерии (SRB)
Пластмасовите скребери всъщност работят доста добре срещу микробиологично обусловената корозия (MIC), тъй като премахват два основни фактора, които я предизвикват: електрохимичните реакции и наличните хранителни вещества. Пластмасовият материал не провежда електричество, поради което нарушава начина, по който сулфатредуциращите бактерии (SRB) прехвърлят електрони по време на своите метаболитни процеси. Освен това, тъй като пластмасата не е метал и не съдържа източници на въглерод, няма нищо, за което бактериите да се закачат при образуването на онези досадни биоплёнки. Изследвания от предприятия за пречистване на отпадъчни води показват, че ултрависокомолекуларният полиетилен (UHMWPE) може да намали прикрепването на биоплёнки от SRB с около 70 %. Това значително намалява проблемите с точковата корозия, причинена от натрупването на утайка, и означава, че операторите не са принудени толкова често да прибягват до скъпи биоциди или времеотнемащи механични методи за почистване.
Експлоатационни предимства: намалено поддръжка, по-дълъг срок на експлоатация и по-ниска обща стойност на собственост в сравнение с металните алтернативи
Електрохимичният фактор за стабилност осигурява доста добри предимства за експлоатацията на обектите. Предприятия по цялата страна са отбелязали намаляване с около 40 % в годишното време за поддръжка, когато преминават към тези системи, изработени от пластмасови модули. Какво е още по-добре? Тези досадни проблеми с корозията, които преди поглъщаха толкова много работно време на техниците, напълно изчезват. Стайнолестите части обаче разказват съвсем различна история. Те трябва да се заменят на всеки две години, а говорим за сериозни суми – около 700 000 щ.д. плюс допълнителни разходи за всяка нова инсталация. Пластмасовите скребери разказват съвсем друга история. Те продължават да функционират безупречно повече от десет години при само една бърза проверка веднъж годишно. Числените данни потвърждават това. Анализът на разходите през целия жизнен цикъл показва спестявания от около 30–35 %, което се потвърждава и от практическия опит. Вземете за пример една канализационна станция в Средния запад. След преминаването към пластмасови скребери тя успя да намали общите си разходи почти с 18 % само за дванадесет месеца експлоатация.
Често задавани въпроси
Защо металните скребери се провалят в канализационни среди?
Металните скребери се провалят в канализационни среди поради фактори като превръщането на водороден сулфид в сярна киселина, намаляване на pH и микробиологично обусловена корозия (МОК) от сулфатредуциращи бактерии.
Как пластмасовите скребери постигат превъзходна корозионна устойчивост?
Пластмасовите скребери, изработени от материали като УВН-ПЕ и нейлон 6/66, са електрохимически инертни и не се окисляват или корозират в агресивни условия на отпадъчни води, запазвайки до 98 % корозионна устойчивост.
Какви са експлоатационните предимства при използването на пластмасови скребери?
Пластмасовите скребери осигуряват намалено обслужване, по-дълъг срок на експлоатация и по-ниска обща стойност на собственост. Те намаляват корозията, служат повече от десет години и изискват по-рядка подмяна в сравнение с металните алтернативи.