EN
Γιατί διαβρώνονται τα συστήματα καθαρισμού σε τυπικά απόβλητα
Α σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης σε μια δημοτική εγκατάσταση επεξεργασίας αποβλήτων λειτουργεί ένα σύστημα που φαίνεται να επεξεργάζεται τυπικά λύματα — ωστόσο, τα μεταλλικά εξαρτήματα διαβρώνονται με ρυθμό τρεις φορές μεγαλύτερο από εκείνον που παρατηρείται σε γειτονική εγκατάσταση. Η διαφορά είναι αόρατη: η συγκέντρωση υδροθειίου (H₂S), οι διακυμάνσεις του pH και οι συγκεντρώσεις χλωριόντων προκαλούν την επιταχυνόμενη διάβρωση. Τα λύματα δεν είναι ποτέ «τυπικά» — ποικίλλουν ανάλογα με τους βιομηχανικούς παραγωγούς που τα προέρχονται, τη θερμοκρασία και τον χρόνο παραμονής, όλα τα οποία επηρεάζουν τη χημεία που επιτίθεται στο συρτήρα.
Υδροθείο, Θειικό Οξύ και ο Μηχανισμός Διάβρωσης
Ο κύριος μηχανισμός διάβρωσης σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας αποβλήτων σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης ξεκινά με αέριο H₂S που σχηματίζεται όταν βακτήρια αναγωγής των θειικών μετατρέπουν τα θειικά σε θειούχα σε ζώνες ελλείψεως οξυγόνου. Το αέριο διαφεύγει στον ελεύθερο χώρο πάνω από το σκράπερ — όπου λειτουργούν μεταλλικές αλυσίδες κίνησης, τροχαλίες και δομικά στοιχεία. Τα βακτήρια Thiobacillus αποικίζουν αυτές τις επιφάνειες και οξειδώνουν το H₂S σε θειικό οξύ, το οποίο επιτίθεται στον άνθρακα χάλυβα με ρυθμό 0,5 mm έως 2 mm ετησίως. Ένας κρίκος αλυσίδας πάχους 6 mm σε περιβάλλον υψηλής συγκέντρωσης H₂S μπορεί να χάσει τη δομική του ακεραιότητα εντός 3 έως 5 ετών — πολύ πιο κάτω από τη σχεδιαστική ζωή της δεξαμενής καθίζησης, η οποία είναι 15 ετών.
Πραγματική περίπτωση — Μια δημοτική εγκατάσταση διαγνώστηκε πρόωρη διάβρωση
Μια δημοτική εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυμάτων στη Νοτιοανατολική Ασία αντιμετώπισε επανειλημμένες αποτυχίες του συστήματος κίνησης με αλυσίδα στην πρωτογενή δεξαμενή καθίζησης σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης — θραύσεις των κρίκων της αλυσίδας που εμφανίστηκαν μετά από περίπου 4 χρόνια λειτουργίας, σε αντίθεση με τα προβλεπόμενα 12 έως 15 χρόνια. Η ανάλυση της χημικής σύνθεσης του νερού αποκάλυψε δύο συμβάλλοντες παράγοντες: συγκεντρώσεις υδροθειόν (H₂S) που κατά μέσο όρο ανήλθαν σε 15 ppm στον χώρο πάνω από την επιφάνεια του δεξαμενής — τριπλάσιες από τα τυπικά αστικά επίπεδα — και αυξημένα επίπεδα χλωριόντων λόγω απόρριψης από βιομηχανία βαφής υφασμάτων στην ανώτερη ροή. Το H₂S προκαλούσε επίθεση θειικού οξέος στην επιφάνεια της αλυσίδας από ανθρακούχο χάλυβα· τα χλωριόντα διαπέρασαν το παθητικό οξειδωτικό στρώμα των καρφιτσών από ανοξείδωτο χάλυβα, προκαλώντας διάβρωση με σχηματισμό βαθουλώματος ακριβώς στις αρθρώσεις της αλυσίδας, όπου η μηχανική τάση ήταν μέγιστη. Η Hengshui Huake Rubber & Plastic, με 18 χρόνια εμπειρίας στα μη μεταλλικά συστήματα σαρώθρων και πιστοποιημένη παραγωγή σύμφωνα με το ISO 9001, σύστησε την αντικατάσταση της μεταλλικής αλυσίδας και των τροχών με ένα σύστημα υψηλής αντοχής από μηχανολογικό πλαστικό. Η μη μεταλλική αλυσίδα είναι εν γένει ανθεκτική τόσο στην επίθεση οξέων όσο και στη διάβρωση από χλωριόντα — μηχανισμούς διάβρωσης που απλώς δεν ισχύουν για πολυμερικά υλικά. Μετά από τρία χρόνια συνεχούς λειτουργίας, η αντικαταστατική αλυσίδα δεν παρουσιάζει καμία μετρήσιμη διάβρωση, ενώ το εργοστάσιο επέκτεινε την προδιαγραφή για μη μεταλλικά υλικά και στις τρεις υπόλοιπες δεξαμενές καθίζησης.
Μεταλλικά έναντι μη μεταλλικών συστημάτων καθαρισμού
Αντοχή στη διάβρωση, βάρος και κόστος κύκλου ζωής
Ένα μετάλλιο σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης — χάλυβας άνθρακα με επίστρωση ή ανοξείδωτος χάλυβας 304/316 — παρέχει υψηλή εφελκυστική αντοχή, αλλά είναι ουσιαστικά ευάλωτος στο περιβάλλον των λυμάτων. Οι επιστρώσεις φθείρονται στα σημεία φθοράς· ο ανοξείδωτος χάλυβας αντιστέκεται στην ομοιόμορφη διάβρωση, αλλά υποκύπτει σε πιτινγκ προκληθέν από χλωρίδια στις συνδέσεις. Τα μη μεταλλικά συστήματα — μηχανολογικά πλαστικά (UHMWPE, νάιλον, πολυακετάλ) και σύνθετα υλικά — είναι εγγενώς ανθεκτικά στην ηλεκτροχημική διάβρωση. Η εφελκυστική τους αντοχή είναι χαμηλότερη, γεγονός που απαιτεί μεγαλύτερες διατομές, αλλά η μείωση του βάρους κατά 40% έως 60% μειώνει τις απαιτήσεις του κινητήρα κίνησης και απλοποιεί την εγκατάσταση. Η ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής προτιμά συνεχώς τα μη μεταλλικά συστήματα όταν το περιβάλλον διάβρωσης είναι μέτριο έως σοβαρό.
Παράγοντες που επιταχύνουν τη διάβρωση των συστημάτων καθαρισμού
pH, συγκέντρωση χλωριδίων, θερμοκρασία και απόσβηση
Τέσσερις παράγοντες επιταχύνουν σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης διάβρωση. Χαμηλό pH — αποβλητό νερό με pH κάτω του 6,0 από βιομηχανική απόρριψη οξέων — επιτίθεται απευθείας στις μεταλλικές επιφάνειες. Υψηλή συγκέντρωση χλωριόντων — πάνω από 500 mg/L από βιομηχανική απόρριψη ή εισχώρηση θαλασσινού νερού — προκαλεί τοπική διάβρωση (pitting). Αυξημένη θερμοκρασία — κάθε αύξηση κατά 10°C διπλασιάζει περίπου τον ρυθμό της αντίδρασης. Αποβολή λόγω τριβής — χοντρόκοκκα και άμμος διαβρώνουν τα επικαλυπτικά στρώματα, αποκαλύπτοντας το γυμνό μέταλλο σε σημεία μεγαλύτερης τάσης.
Επιλογή υλικού για συστήματα καθαρισμού ανθεκτικά στη διάβρωση
Πέντε ιδιότητες υλικού που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής
Πρώτον, αντοχή σε χημικές ουσίες — το υλικό πρέπει να αντέχει συνεχή βύθιση στη συγκεκριμένη χημική σύνθεση του αποβλητού νερού. Δεύτερον, απορρόφηση νερού — το UHMWPE απορροφά λιγότερο από 0,01 %, σε αντίθεση με άλλα υλικά που διογκώνονται και χάνουν σταθερότητα. Τρίτον, εφελκυστική αντοχή στη θερμοκρασία λειτουργίας, προκειμένου να υποστηρίζει τα φορτία των πτερυγίων του καθαριστή. Τέταρτον, αντοχή στην τριβή από λάσπη που περιέχει χοντρόκοκκα. Πέμπτον, αντοχή στο περιβάλλον ατμών H₂S/θειικού οξέος πάνω από την επιφάνεια του νερού. Τα μη μεταλλικά προϊόντα HSHuake σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης οι λύσεις σχεδιάζονται με υλικά υψηλής αντοχής βασισμένα σε σύνθετα υλικά που επιλέγονται για αυτές τις πέντε απαιτήσεις απόδοσης σε εφαρμογές επεξεργασίας αποβλήτων.
Συχνές Ερωτήσεις
Γιατί ένα σύστημα καθαρισμού διαβρώνεται ταχύτερα από ό,τι αναμένεται;
Α σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης διαβρώνεται ταχύτερα από ό,τι αναμένεται λόγω της αυξημένης συγκέντρωσης υδροθείου (H₂S), το οποίο σχηματίζει θειικό οξύ στις μεταλλικές επιφάνειες, υψηλών συγκεντρώσεων χλωριόντων που προκαλούν διάβρωση με κρατήρες, χαμηλού pH λόγω βιομηχανικών αποβλήτων και αποξεστικού υλικού που διαβρώνει τα προστατευτικά επιχαλκώματα σε σημεία τάσης. Η HSHuake προσφέρει μη μεταλλικά συστήματα καθαρισμού που είναι εν γένει ανθεκτικά σε αυτούς τους ηλεκτροχημικούς μηχανισμούς διάβρωσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μεταλλικών και μη μεταλλικών συστημάτων καθαρισμού;
Μέταλλο σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης τα μεταλλικά εξαρτήματα είναι ευάλωτα στην επίθεση οξέων και στη διάβρωση με κρατήρες από χλωριόντα. Τα μη μεταλλικά συστήματα — που κατασκευάζονται από μηχανικά πλαστικά και σύνθετα υλικά — είναι ανθεκτικά στη διάβρωση, 40% έως 60% ελαφρύτερα και προσφέρουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε εφαρμογές επεξεργασίας αποβλήτων με μέτρια έως σοβαρή διάβρωση.
Πώς προκαλεί η διάβρωση του συστήματος καθαρισμού το υδρόθειο (H₂S);
Το αέριο H₂S εκλύεται από τα απόβλητα και εισέρχεται στον χώρο πάνω από τα σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης . Τα βακτήρια το οξειδώνουν σε θειικό οξύ, το οποίο επιτίθεται στον ανθρακούχο χάλυβα με ρυθμό έως 2 mm ετησίως. Ένας συνδετήρας αλυσίδας πάχους 6 mm μπορεί να αποτύχει εντός 3 έως 5 ετών.
Ποιές συνθήκες αποβλήτων επιταχύνουν τη διάβρωση των σκαρπερ;
pH κάτω του 6,0, χλωρίδια πάνω από 500 mg/L, θερμοκρασία πάνω από 25°C και αποξεστικά σωματίδια επιταχύνουν όλα σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης τη διάβρωση. Κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C διπλασιάζει περίπου τον ρυθμό διάβρωσης σε επιθετικά χημικά περιβάλλοντα.
Πόσο χρόνο θα πρέπει να διαρκεί ένα μη μεταλλικό σύστημα σκαρπερ;
Ένα μη μεταλλικό σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης σύστημα που χρησιμοποιεί μηχανολογικά πλαστικά όπως το UHMWPE έχει διάρκεια ζωής 15 έως 20 ετών σε αστικά υγρά απόβλητα — δηλαδή τρεις φορές ή και περισσότερο από τον επικαλυμμένο ανθρακούχο χάλυβα στο ίδιο περιβάλλον.
Μπορεί ένα υφιστάμενο μεταλλικό σκαρπερ να μετατραπεί σε μη μεταλλικό;
Ναι, ένα υφιστάμενο σύστημα συνεχούς απομάκρυνσης σκαρπερ μπορεί να εκσυγχρονιστεί με μη μεταλλική αλυσίδα, τροχαλίες και πτερύγια κατά τη διάρκεια προγραμματισμένης συντήρησης, επαναχρησιμοποιώντας την υφιστάμενη κινητήρια μονάδα και τη δομή της δεξαμενής, ενώ αντικαθίστανται μόνο τα εξαρτήματα που είναι ευάλωτα στη διάβρωση.