EN
Γιατί αποτυγχάνουν οι μεταλλικές σκρέπερ σε περιβάλλοντα επεξεργασίας λυμάτων
Το H₂S, οι οργανικές οξέα και η διαβρωτική δράση μικροβίων (MIC) επιταχύνουν την καταστροφή των μετάλλων
Όταν το υδρόθειο (H₂S) εισέρχεται στα συστήματα αποχέτευσης, μετατρέπεται σε θειικό οξύ, το οποίο διαβρώνει τα προστατευτικά οξείδια που καλύπτουν τις μεταλλικές επιφάνειες. Ταυτόχρονα, όλα αυτά τα οργανικά οξέα μειώνουν το pH κάτω του 4, δημιουργώντας εξαιρετικά απαιτητικές συνθήκες που καταστρέφουν τα λεπτά προστατευτικά φιλμ στα μέταλλα. Υπάρχει επίσης η μικροβιολογικά επηρεαζόμενη διάβρωση (MIC), η οποία επιδεινώνει ακόμη περισσότερο το πρόβλημα. Αυτά τα βακτήρια αναγωγής των θειικών (SRB) «τρώνε» τόσο τα θειικά όσο και τα ίδια τα μέταλλα, προκαλώντας ρυθμούς ζημιάς 200 έως 400% υψηλότερους από εκείνους που παρατηρούνται σε συνηθισμένες, μη βιολογικές διαδικασίες διάβρωσης. Σύμφωνα με διάφορες εκθέσεις μηχανικών διάβρωσης, τα εξαρτήματα ανοξείδωτου χάλυβα που εκτίθενται σε αυτές τις συνθήκες φθείρονται συνήθως κατά 0,8 έως 1,2 χιλιοστά τον χρόνο. Αυτό εξηγεί γιατί σχεδόν το μισό (περίπου 43%) των μεταλλικών σκαρπελών που χρησιμοποιούνται σε όξινα περιβάλλοντα εντός εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων απαιτεί αντικατάσταση κάθε 18 περίπου μήνες. Οι οικονομικές επιπτώσεις συσσωρεύονται γρήγορα, όταν ο εξοπλισμός αποτυγχάνει επανειλημμένα πρόωρα.
Γαλβανική διάβρωση και πιτινγκ σε εξαρτήματα σκρέπερ από ανοξείδωτο χάλυβα και χυτοσίδηρο
Όταν διαφορετικά μέταλλα έρχονται σε επαφή, όπως π.χ. αυτοί οι βίδες από ανοξείδωτο χάλυβα που βρίσκονται επάνω σε πλαίσια από χυτοσίδηρο, δημιουργούνται γαλβανικά στοιχεία μεταξύ τους. Αυτές οι μικρές ηλεκτροχημικές αντιδράσεις καταστρέφουν τα υλικά με ρυθμό τρεις έως πέντε φορές μεγαλύτερο από τον κανονικό ρυθμό διάβρωσης. Τα ιόντα χλωρίου ευνοούνται να διεισδύουν μέσω μικροσκοπικών ελαττωμάτων στις επιφάνειες του ανοξείδωτου χάλυβα. Μόλις εισχωρήσουν εσωτερικά, αρχίζουν να δημιουργούν αυτές τις επικίνδυνες οπές, οι οποίες αποδυναμώνουν σημαντικά τη δομή. Έχουμε παρατηρήσει περιπτώσεις όπου η δομική ακεραιότητα μειώνεται κατά περίπου 40 έως 60 τοις εκατό μετά από λίγα μόνο χρόνια έκθεσης. Παράλληλα, ο χυτοσίδηρος αντιμετωπίζει επίσης δικά του προβλήματα. Η γραφίτης σε αυτά τα υλικά τείνει να διαβρωθεί πρώτη, ενώ τα συστατικά φερρίτη διαλύονται, αφήνοντας πίσω μια δομή που μοιάζει με ελβετικό τυρί, αλλά δεν είναι πλέον αρκετά ανθεκτική για να συγκρατεί οτιδήποτε. Τα πράγματα επιδεινώνονται ακόμη περισσότερο όταν το pH πέσει κάτω από το 4, γεγονός που συμβαίνει συχνά σε βιομηχανικές περιοχές. Ξαφνικά, ο εξοπλισμός που θα έπρεπε να διαρκέσει δέκα χρόνια αρχίζει να αποτυγχάνει εντός δύο ετών. Οι ομάδες συντήρησης δαπανούν περίπου 74 τοις εκατό περισσότερα χρήματα για την επισκευή αυτών των μεταλλικών αστοχιών σε σύγκριση με την απλή αντικατάσταση των εξαρτημάτων με πλαστικά σκουπίσματα, τα οποία μπορεί να φαίνονται ακριβά αρχικά, αλλά στο τέλος εξοικονομούν χρήματα μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα.
Πώς οι πλαστικές σπάτουλες επιτυγχάνουν ανώτερη αντοχή στη διάβρωση
Ηλεκτροχημική αδράνεια: Καμία οξείδωση ή έκλυση ιόντων σε επιθετική χημεία αποβλήτων
Υλικά όπως το πολυαιθυλένιο υπερυψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE) και το νάιλον 6/66 ξεχωρίζουν επειδή δεν αντιδρούν χημικά σε ακραίες συνθήκες. Αυτά τα μηχανικά πολυμερή απλώς δεν οξειδώνονται ούτε απελευθερώνουν ιόντα όταν εκτίθενται σε διαβρωτικά λύματα. Αυτό που τα καθιστά ιδιαίτερα είναι η μοριακή τους δομή, η οποία δεν διαθέτει καθόλου ηλεκτρική αγωγιμότητα, γεγονός που εξασφαλίζει ότι δεν προκύπτει γαλβανική διάβρωση μεταξύ διαφορετικών υλικών. Το εύρος πυκνότητας αυτών των πλαστικών κυμαίνεται περίπου στα 0,94 έως 0,98 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστόμετρο, δημιουργώντας επιφάνειες τόσο σφιχτές, ώστε οι μικροοργανισμοί δυσκολεύονται να προσκολληθούν και τα χημικά δυσκολεύονται να διεισδύσουν. Ακόμη και όταν εκτίθενται σε συγκεντρώσεις χλωρίου που φτάνουν τα 500 μέρη ανά εκατομμύριο ή σε διαλύματα θειικού οξέος με pH κάτω του 1, αυτά τα υλικά παραμένουν εξαιρετικά ανθεκτικά, διατηρώντας περίπου το 98% της αντίστασής τους στη διάβρωση. Επιταχυνόμενες εργαστηριακές δοκιμές δείχνουν επίσης κάτι εντυπωσιακό: μετά από εξομοίωση πραγματικής εκτίθεσης που αντιστοιχεί περίπου σε 10.000 ώρες σε ακραίες συνθήκες, από εξαιρετικά όξινες έως αλκαλικές (pH 2 έως 12), τα υλικά διατηρούν περίπου το 89% της αρχικής τους εφελκυστικής αντοχής. Αυτό το επίπεδο ανθεκτικότητας σημαίνει ότι τα πολυμερή εξαρτήματα μπορούν να διαρκούν πολύ περισσότερο από τις παραδοσιακές εναλλακτικές λύσεις με μέταλλο, προτού εμφανιστούν σημάδια αποδόμησης.
Προφίλ Αντοχής σε Χημικές Ουσίες του Νάιλον 6/66 και του UHMWPE έναντι Θειούχων Ενώσεων, Υπολειμμάτων Χλωρίου και Οργανικών Ενώσεων χαμηλού pH
Το Νάιλον 6/66 αντέχει πραγματικά άριστα σε επίπεδα υδροθειόν (H₂S) που παρατηρούνται σε εκείνους τους αναερόβιους χώνευτές. Παράλληλα, το UHMWPE διαθέτει μια υδροφοβική επιφάνεια που απωθεί τις οξικές ενώσεις σε χαμηλότερα επίπεδα pH, οι οποίες τείνουν να διαβρώνουν αρκετά επιθετικά τις μεταλλικές επιφάνειες. Όσον αφορά την αντίσταση στα απολυμαντικά χλωρίου και στις ρωγμές που προκαλούνται από θειούχες ενώσεις, αυτά τα πλαστικά υπερτερούν κατά τέσσερις φορές των επιστρωμένων με εποξειδική ρητίνη μεταλλικών επιφανειών, σύμφωνα με ορισμένες επιταχυνόμενες δοκιμές που έχουν πραγματοποιηθεί σε αυτά. Και όλη αυτή η χημική αντοχή έχει πραγματικά σημαντική επίδραση και στο οικονομικό κομμάτι. Μελέτες που εξετάζουν συστήματα επεξεργασίας λυμάτων δείχνουν ότι οι χειριστές εξοικονομούν περίπου τα δύο τρίτα του συνολικού κόστους όταν χρησιμοποιούν αυτά τα υλικά αντί για εναλλακτικές λύσεις από ανοξείδωτο χάλυβα.
Πλεονεκτήματα του Σχεδιασμού Πλαστικών Σκαρπελών Πέραν της Αντοχής στη Διάβρωση
Μείωση της MIC: Μη-Αγώγιμες και Μη-Θρεπτικές Επιφάνειες Αναστέλλουν τον Σχηματισμό Βιοφιλμ από Βακτήρια Αναγωγής Θειικών (SRB)
Οι πλαστικές σπάτουλες λειτουργούν πραγματικά αρκετά καλά κατά της μικροβιολογικά επηρεαζόμενης διάβρωσης (MIC), καθώς εξαλείφουν δύο σημαντικούς παράγοντες που την προκαλούν: τις ηλεκτροχημικές αντιδράσεις και τις διαθέσιμες θρεπτικές ουσίες. Το πλαστικό υλικό δεν διαπερνάται από το ηλεκτρικό ρεύμα, γεγονός που διαταράσσει τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια αναγωγής θειικών (SRB) μεταφέρουν ηλεκτρόνια κατά τις μεταβολικές τους διαδικασίες. Επιπλέον, εφόσον το πλαστικό δεν είναι μέταλλο και δεν περιέχει πηγές άνθρακα, δεν υπάρχει τίποτα για τα βακτήρια να προσκολληθούν και να σχηματίσουν εκείνες τις ενοχλητικές βιομεμβράνες. Έρευνες από εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυμάτων δείχνουν ότι το πολυαιθυλένιο υπερυψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE) μπορεί να μειώσει την προσκόλληση βιομεμβρανών SRB κατά περίπου 70%. Αυτό μειώνει σημαντικά τα προβλήματα που προκαλούνται από την εμφάνιση βαθουλώματος λόγω συσσώρευσης λάσπης και σημαίνει ότι οι χειριστές δεν χρειάζεται να καταφεύγουν τόσο συχνά σε ακριβά βιοκτόνα ή σε χρονοβόρες μηχανικές μεθόδους καθαρισμού.
Λειτουργικά οφέλη: Μειωμένη συντήρηση, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και χαμηλότερο συνολικό κόστος κατοχής σε σύγκριση με μεταλλικές εναλλακτικές λύσεις
Ο παράγοντας ηλεκτροχημικής σταθερότητας προσφέρει ορισμένα πολύ καλά πλεονεκτήματα στις επιχειρησιακές δραστηριότητες επί του εδάφους. Εργοστάσια σε όλη τη χώρα έχουν καταγράψει μείωση περίπου 40% στον ετήσιο χρόνο συντήρησής τους όταν μεταβαίνουν σε αυτά τα συστήματα που κατασκευάζονται από πλαστικά μόντουλ. Τι είναι ακόμη καλύτερο; Αυτά τα ενοχλητικά προβλήματα διάβρωσης, που παλαιότερα κατανάλωναν τόσο πολύ χρόνο των τεχνικών, εξαφανίζονται εντελώς. Τα εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα, ωστόσο, διηγούνται μια διαφορετική ιστορία: χρειάζονται αντικατάσταση κάθε δύο χρόνια, και μιλάμε για σημαντικά ποσά — περίπου 700.000 δολάρια ΗΠΑ και πάνω για κάθε νέα εγκατάσταση. Οι πλαστικές σκληρές λεπίδες διηγούνται μια εντελώς διαφορετική ιστορία: αυτά τα εξαρτήματα λειτουργούν απρόσκοπτα για πάνω από δέκα χρόνια, με μόνο μία ετήσια επιθεώρηση. Και οι αριθμοί επιβεβαιώνουν αυτό το γεγονός: η ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής δείχνει εξοικονόμηση περίπου 30–35%, κάτι που επιβεβαιώνεται και από την πραγματική εμπειρία. Για παράδειγμα, μία εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων στη Μεσοδύναμη Περιοχή, μετά τη μετάβαση σε πλαστικές σκληρές λεπίδες, κατάφερε να μειώσει τα συνολικά έξοδά της κατά σχεδόν 18% εντός μόλις δώδεκα μηνών λειτουργίας.
Συχνές ερωτήσεις
Γιατί αποτυγχάνουν οι μεταλλικές σπάτουλες σε περιβάλλοντα λυμάτων;
Οι μεταλλικές σπάτουλες αποτυγχάνουν σε περιβάλλοντα λυμάτων λόγω παραγόντων όπως η μετατροπή του υδροθειόν (H₂S) σε θειικό οξύ, η μείωση των επιπέδων pH και η μικροβιολογικά επηρεαζόμενη διάβρωση (MIC) από βακτήρια που ανάγουν τα θειικά.
Πώς επιτυγχάνουν οι πλαστικές σπάτουλες ανωτέρα αντοχή στη διάβρωση;
Οι πλαστικές σπάτουλες, κατασκευασμένες από υλικά όπως το UHMWPE και το νάιλον 6/66, είναι ηλεκτροχημικά αδρανή και δεν οξειδώνονται ούτε διαβρώνονται σε επιθετικές συνθήκες αποβλήτων, διατηρώντας αντοχή στη διάβρωση έως και 98%.
Ποια είναι τα λειτουργικά πλεονεκτήματα της χρήσης πλαστικών σπατουλών;
Οι πλαστικές σπάτουλες προσφέρουν μειωμένη συντήρηση, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και χαμηλότερο συνολικό κόστος κατοχής. Αντιμετωπίζουν τη διάβρωση, διαρκούν περισσότερο από μία δεκαετία και απαιτούν λιγότερο συχνές αντικαταστάσεις σε σύγκριση με τις μεταλλικές εναλλακτικές λύσεις.