EN
Miks metallkandjad lähevad kanalisatsioonikeskkonnas lagunema
H₂S, orgaanilised happed ja mikrobioloogiliselt mõjutatud korrosioon (MIC) kiirendavad metalli lagunemist
Kui vesiniksulfiid (H2S) sattub kanalisatsioonisüsteemi, muutub see väävelhappeks, mis lagundab metallpindadel olevaid kaitseoksüüdkatteid. Samal ajal alandavad kõik need orgaanilised happed pH-taset alla 4, loodes väga äärmuslikud tingimused, mis purustavad metallidel olevaid õhukesi kaitsekihte. Siis tuleb veel mikrobioloogiliselt mõjutatud korrosioon ehk lühendatult MIC, mis asju veelgi halvendab. Need sulfaatreduktiivsed bakterid (SRB) toituvad nii sulfaatidest kui ka metallidest ise, põhjustades kahjustuste kiiruse, mis on 200–400% kõrgem kui tavaliste mittebioloogiliste korrosiooniprotsesside puhul. Erinevate korrosioonitehnika aruannete kohaselt kuluvad roostevabast terasest komponendid, millele neid tingimusi esineb, tavaliselt iga aasta 0,8–1,2 millimeetrit. See selgitab, miks ligikaudu poole (umbes 43%) kanalisatsioonitöötlemisettevõtetes happelises keskkonnas kasutatavatest metallist kandjadest tuleb iga 18 kuu tagant uuesti vahetada. Finantsmõju kasvab kiiresti, kui seadmed pidevalt ebaõnnestuvad enneaegselt.
Galvaaniline korrosioon ja augusus roostevabas terases ja valurauas asuvates kerikute komponentides
Kui erinevad metallid kokku puutuvad – näiteks need roostevabad teraspuukrud, mis asuvad valurauast raamidel – tekivad nende vahel galvaanilised elemendid. Need väikesed elektrokeemilised reaktsioonid lagundavad materjale kolm kuni viis korda kiiremini kui tavaline korrosioon üksi seda teeks. Kloriidiioonid on väga hea meel leida tee läbi väiksemate defektide roostevabas terases pinnas. Kui nad sisse pääsevad, algatab see äärmiselt kahjulikke augusid, mis tõsiselt nõrgendavad konstruktsiooni. Oleme näinud juhtumeid, kus struktuuriline tugevus langes vaid mõne aasta jooksul 40–60 protsendi võrra. Samal ajal on ka valuraual oma probleemid. Grafiit selles materjalis hakkab esimesena korrodeeruma, samas kui ferriitsete osade lahustumine jättes järel struktuuri, mis meenutab šveitsi juustu, kuid ei ole enam piisavalt tugev, et midagi kokku hoida. Olukord halveneb veelgi, kui pH-tase langeb alla 4 – see juhtub tööstuspiirkondades üsna sageli. Ühekorra oletatavalt kümnendaks elav seade hakkab siis kahe aasta jooksul nurjuma. Hooldusmeeskonnad kulutavad metallide ebaõnnestumiste parandamisele umbes 74 protsenti rohkem raha kui lihtsalt osade asendamisele plastist kerijatega – mis alguses võib tunduda kallim lahendus, kuid pikkas perspektiivis toob see ikkagi säästu.
Kuidas plastist kraapajad saavutavad üleüldse korrosioonikindluse
Elektrokeemiline inertsus: ei oksüdatsiooni ega ioonide leachimist agressiivses kanalisatsioonivees
Materjalid, nagu ultra-kõrgmolekulaarne polüetüleen (UHMWPE) ja niloon 6/66, eristuvad selle poolest, et nad ei reageeri keemiliselt agressiivsetes tingimustes. Need inseneripolümeerid lihtsalt ei oksüdeeru ega vabasta ioone korrosiivse kanalisatsioonivee mõjul. Nende eripära on molekulaarne koostis, mis üldse ei juhi elektrit, mistõttu ei teki erinevate materjalide vahel galvaanilist korrosiooni. Nende plastmasside tihedus jääb umbes 0,94–0,98 grammi kuupsentimeetri kohta, moodustades nii tihedaid pindu, et mikroobid ei suuda neile kinnituda ja kemikaalad ei suuda neisse tungida. Isegi kloorikontsentratsioonidel kuni 500 osa miljonis või väävelhappe lahustel, mille pH on alla 1, säilitavad need materjalid äärmiselt hästi oma omadusi – umbes 98% korrosioonikindlusest säilib. Laboritingimustes kiirendatud katsete tulemused näitavad samuti imponiva tulemuse: pärast ligikaudu 10 000 tunni pikkust reaalmaailmas toimunud kokkupuudt väga happeliste kuni leeliselisteni tingimusteni (pH 2–12) säilitavad materjalid umbes 89% oma algsest tõmbetugevusest. Selline vastupidavus tähendab, et polümeerkomponendid säilitavad oma omadusi palju kauem kui traditsioonilised metallalternatiivid enne lagunemise tunnuste ilmnemist.
Nüülon 6/66 ja UHMWPE keemilise vastupärasuse profiil vesiniksulfiidide, jääkloori ja madala pH-ga orgaaniliste ühendite suhtes
Nüülon 6/66 suudab väga hästi vastu püsisõltuvates anaeroobsetes lagunemiskambrides esinevatele vesiniksulfiidi tasetele. Samas omab UHMWPE veekartev pind, mis takistab madala pH-ga happeliste ühendite kinnitumist – need ühendid lagundavad metallpindu sageli väga agressiivselt. Kui rääkida vastupärasusest jääkloori desinfitseerivate ainete ja sulfiidide põhjustatud pragude suhtes, siis on nende plastide vastupärasus epoksiühenditega katmistega metallidega võrreldes kiirendatud testide kohaselt nelja korda suurem. See keemiline vastupärasus mõjutab ka oluliselt majanduslikku külg. Uuringud reoveesüsteemidest näitavad, et kasutades neid materjale asemel roostevabast terasest lahendusi, säästavad ekspluatatsioonijuhtide kogukulud umbes kahe kolmandiku võrra.
Plastist kraapuri disainieelised korrosioonikindlusest kaugemale
Mikroobse korrosiooni (MIC) vähendamine: mittejuhtivad ja mitte-toitumislikud pinnad takistavad sülfatreduktiivsete bakterite (SRB) biofilmide teket
Plastistest kandjadest tööriistad toimivad tegelikult üsna hästi mikrobioloogiliselt mõjutatud korrosiooni (MIC) vastu, kuna nad eemaldavad kaks suurt tegurit, mis selle tekkimisele kaasa aitavad: elektrokeemilised reaktsioonid ja saadaolevad toitained. Plastmaterjal ei juhi elektrit, mistõttu häirib see sulfaatreduktseerivate bakterite (SRB) elektronide ülekannet nende ainevahetuse protsesside ajal. Lisaks ei ole plast metall ja ei sisalda süsinikuallikaid, mistõttu ei leia bakterid kinnitumiseks sobivat pinda biofilmide moodustamiseks. Äärmiselt kõrgmolekulaarse polüetüleeniga (UHMWPE) tehtud uuringud reoveepuhastusjaamades näitavad, et SRB biofilmide kinnitumist saab vähendada umbes 70%. See vähendab oluliselt setete kogunemisest põhjustatud augukorrosiooni probleeme ja tähendab, et operaatoreil ei pea nii sageli kasutama kallist biotsiide või aeglast mehaanilist puhastusviisi.
Töökindluse eelised: hoolduse vähendamine, pikem kasutusiga ja madalam koguomanduskulu võrreldes metallalternatiividega
Elektrokeemiline stabiilsustegur pakub märkimisväärselt head kasu maapealsetele toimingutele. Tänu plastikmoodulistest süsteemidest on riigi erinevates tehastes aastasises hooldusaja vähendatud umbes 40%. Ja veel parem? Need tülikad korrosiooniprobleemid, mis varem nõudsid tehnikute palju aega, kaovad täielikult. Rõhutatavalt erinev lugu on aga roostevabast terasest osadest – neid tuleb vahetada iga teise aasta järel ja tegemist on tõeliselt suurte summadega: iga uue seadistusega kaasneb kulutus umbes 700 000 USA dollari ja muu lisakuluga. Plastikust kandjad aga jutustavad täiesti teistsugust loo: need töötavad üle kümne aasta ja nende kontrollimiseks piisab ühest kiirest ülevaatusest aastas. Samuti kinnitavad numbrid seda: elutsükli kulude analüüs näitab säästu umbes 30–35%, mida kinnitab ka reaalmaailmas saadud kogemus. Näiteks ühes kesk-Ameerika reoveepuhastusjaamas õnnestus pärast üleminekut plastikust kandjatele kogukulude vähendada juba esimese toimimisaasta jooksul peaaegu 18%.
KKK
Miks metallist kraapajad lähevad katki kanalisatsioonikeskkonnas?
Metallist kraapajad lähevad katki kanalisatsioonikeskkonnas näiteks vesiniksulfiidi muutumise tõttu väävelhappeks, pH-taseme langetamise ja mikrobioloogiliselt mõjutatud korrosiooni (MIC) tõttu, mille põhjustavad sulfaatreduktiivsed bakterid.
Kuidas saavutavad plastkraapajad üleüldiselt parema korrosioonikindluse?
Plastkraapajad, mille valmistamiseks kasutatakse materjale nagu UHMWPE ja nylon 6/66, on elektrokeemiliselt inertsed ning ei oksüdeeru ega korrodeeru agressiivsetes kanaliseeritavate jäätmete tingimustes, säilitades kuni 98% korrosioonikindlust.
Millised on plastkraapajate kasutamise toimimiskasu?
Plastkraapajad pakuvad väiksemat hooldusvajadust, pikemat kasutusiga ja madalamat kogukulutust omamisel. Nad vähendavad korrosiooni, kestavad üle kümne aasta ja nende asendamine on vähem sagedane kui metallist alternatiivide puhul.