EN
Roostevaba terase probleem ärkvelahuste korrosioonis
A limatevesisesusestlusslaht haldab iga päev 50 000 kuupmeetrit kohalikku kanalisatsiooniveet, toimides keemiliselt agressiivses keskkonnas. Esmane settimispaagi väljavool sisaldab 150–400 mg/l kloriidioone kodumajapidamiste veekõvenduse, tööstusliku heitvee ja teeräästuste jooksu tõttu. Teisene puhastus toob kaasa vesiniksulfiidi, mille teeb anaeroobne sette lagunemine – settimistankide üleval osas olevas õhuruumis on selle kontsentratsioon 5–50 ppm ja see muutub bioloogilise oksüdatsiooni teel mis tahes veepinnast kõrgemal asuval pinnal väävelhappeks. See keskkond rünnab roostevabad terased, mille nimi – "roostevaba" – eksitab insenerid uskuma, et need ei korrodeeru.
Kloriidihapnik, vesiniksulfiidi rünnak ja galvaaniline korrosioon settimispaagis
Kolm korrosioonimekanismi halvendavad roostevaba terase kraapimisosi limatevesisesusestlusslaht . Kloriidi korrosioon (pitting) — kloriidiioonid läbuvad passiivse kromoksiidkihi 304-le roostevabas terasest, kui vee kloriidiioonide kontsentratsioon ületab 100 mg/L ja veetemperatuur on kõrgem kui 30 °C, tekitades augud, mis muutuvad 2–4 aastaga läbipõhjaseks läbipõrkeks. 316-le roostevaba teras, mille koostises on molübdeen, vastub kloriidi korrosioonile kõrgematel kontsentratsioonidel, kuid selle hind on 40–60 % kõrgem ja see korrodeerub keevitustsoonis, kus soojamõju tsoon kaotab molübdeeni. Vesiniksulfiidi rünnak — H₂S muundub Thiovacillus-bakterite toimel tanki seintel veepinnast kõrgemal väävelhappeks, mille pH võib olla niiskes keskkonnas 1,0–2,0. See hapetus lahustab rauamaatriksi, jättes tagasi nõrgenenud struktuuri, mis ei talu mehaanilist koormust. Galvaaniline korrosioon igas roostevaba terase ja tavalise terase ühenduskohas — 304-le roostevaba terasest kraapuri keti pihuke sügavdab galvaanilist elementi süsinikterasest ketirattas, kiirendades ketiratta kulutust 3–5 korda.
Tegelik juhtum — Kommunaalsete teenuste ettevõtte 18-kuuline kraapuri keti katkemine
Kommunaalne limatevesisesusestlusslaht ühes Lõuna-Aasia rannikupiirkonnas asuvatesse puhastusseadmetesse asendati 2021. aastal esmane settimispaagi puhastusketid 304-stainless-terasest ketiga. 2023. aasta keskpaigaks — st 18 kuud pärast kasutuselevõttu — ilmnesid veepinna kohal asuvates ketilinkides nähtavad süvendused ja kolm linki murdusid, tõmmates puhastuslaua settimispaaki ja nõudes neljapäevast seiskumist kraanaga toimunud väljatõmbamiseks. Veekatse andmed näitasid 280 mg/L kloriidi ja 12 ppm H₂S peapiirkonnas. Tehas asendas kogu süsteemi HSHUAKE (Hengshui Huake Rubber & Plastic) komposiitsete puhastuskomponentidega, mis on 18 aastat kogunud kogemust mittemetallsete settepuhastussüsteemide valmistamisel ning teenindab üle 100 riigi. Asendusketi — UV-stabiliseeritud, klaaskiudtugevdatud insenerplast — ei näidanud 24 kuu pärast mingit korrosiooni, kaotust kaalas ega mehaanilist degradatsiooni. Tehas on alates sellest ajast asendanud veel kaks settimispaaki.
Komposiitmaterjalid — hind, kasutusiga ja toimivus
FRP ja insenerplastid vs 304 ja 316 stainless teras — kõrvutatud analüüs
A limatevesisesusestlusslaht komposiitsete kraapuri komponentide võrdlemine stainless terasaga hinnab nelja parameetrit. Korrosioonikindlus — insenerplastid (PA6 klaaskiuduga, UHMWPE, POM) ja FRP on inertsete kloori-, vesiniksulfiidi- ja väävelhappe suhtes kogu kanalisatsioonivee keemilise koostise piires. Eluiga — õigesti valmistatud komposiitsetest ketistest koosnevad kraapurid kestavad 10–15 aastat kommunaalsetes kanalisatsiooniveesüsteemides, st 3–5 korda kauem kui 304 stainless teras agressiivsetes tingimustes (2–4 aastat). Kaalakaotus — komposiitkomponentide kaalakaotus on 60–75%. Komposiitsest kraapurilauast, mille kaalub 8 kg, saab asendada 25 kg kaaluv stainless teraslaud. Esialgne hind — insenerplastist kraapurikomponentide hind on 15–30% madalam kui 304 stainless terasest ja 40–55% madalam kui 316 stainless terasest komponendi kohta.
Energiakulu ja hoolduskulude võrdlus
Jõumootori suuruse määramine, kuluvate komponentide vahetamine ja tööjõukulude vähenemine
Komposiitsete kraapurikomponentide kaalakaotus limatevesisesusestlusslaht toodab kolm säästu. Sõidumootori suuruse määramine — komposiitide puhul on vaja 30–40% väiksemat mootorit. 2,2 kW mootor asendab 3,7 kW mootori, säästes aastas 13 000 kWh (umbes 1600 eurot). Komposiitahelatele pingutavad ketirattad kestavad 2–3 korda kauem ilma galvaaniliste paardumisteta. Komposiitkomponendid tõstetakse kahe töötajaga ilma krandiga, vähendades aastas hooldustööde tööjõukulu 40–60 inimtunni võrra ühe selgituskaevu kohta.
Paigaldus ja ülesehitus: praktilised küsimused
Kaalu vähendamine, moodulne montaaž ja ühilduvus olemasolevate tõrje- ja reservuaarstruktuuridega
Ülesehitamine limatevesisesusestlusslaht üleminek roostevabast materjalist komposiitseeritud kandurkomponentidele ei nõua struktuurilisi muudatusi. Komposiitkomponendid on moodulipõhised – ketiülid, liikumisosa sektsioonid ja kandurid paigaldatakse üksteisega pinnas- ja turvapinna abil, kasutades lihtsaid käsitööriistu. 40-meetrise selgituskaudu remontimiseks, mille puhul roostevaba terase paigaldamiseks oli vajalik 50-tonnine mobiilkraana, piisab raamkonstruktsioonist ja käsitsi tõstmisest. Komposiitsüsteemid on kohandatud täpselt olemasoleva kaudu pikkusele, laiusele ja veekõrgusele ning sobivad olemasoleva sproketi teljevahega, mistõttu saab olemasolevat juhtsüsteemi kasutada ilma muudatusteta, vaid ainult mootori väiksemaks muutmisega.
Tavaliselt esinevad küsimused
Kui palju säästab kanalisatsioonitõstetehas komposiitsete kandurite kasutuselevõtust?
A limatevesisesusestlusslaht üleminek 304-roostevabast terasest komposiitsetele kandurkomponentidele säästab esialgsete komponentide maksumuses 15–30 %, juhtmootori energiakuludes 30–40 % ja kõrvaldab vahetustsüklid, mis tekivad agressiivses kanalisatsioonivees iga 2–4 aasta tagant roostevaba terase puhul. HSHUAKE on tarninud mittemetallilisi kandursüsteeme tehastele üle 100 riigi.
Kui kaua komposiitsete kraapade komponendid kestavad kanalisatsioonivesis?
Komposiitsete kraapade komponendid limatevesisesusestlusslaht kestab 10–15 aastat – 3–5 korda kauem kui 304-legerdatud roostevaba teras agressiivsetes kloriid- ja H₂S-tingimustes. HSHUAKE pakub laiendatud garantii oma mittemetallsetele kraapasüsteemidele.
Kas komposiitkraapad on sama tugevad kui roostevaba teras?
Roostevaba terase asemel kasutatavad klaaskiudtugevdatud insenerplastid limatevesisesusestlusslaht kraapasüsteemides on tõmbetugevus 150–220 MPa – võrdlev või isegi ületav 304-legerdatud roostevaba terase lubatud tõmbetugevusele (205 MPa) umbes 75% väiksema kaalaga.
Mida põhjustab roostevaba terase korrosiooni reoveepuhastusjaamades?
Kloriidide põhjustatud sügavdunud korrosioon üle 100 mg/L, vesiniksulfiidi muundumine väävelhappeks Thiobacillus-bakterite poolt ning galvaaniline korrosioon roostevaba terase ja süsinikterase ühendustes põhjustavad roostevaba terase kraapade hävimise limatevesisesusestlusslaht 2–4 aastas.
Kas komposiitkraapad saab paigaldada olemasolevatesse settijatesse pärast konstruktsiooni muutmist?
Jah. Komposiitpühkuri komponendid limatevesisesusestlusslaht on kohandatud mõõtmetega olemasolevale tangile, sobivad sõrestiku teljevahele ja lennukite vahele. Paigaldamiseks kasutatakse lihtsaid käsitööriistu ning krandi kasutamine pole vajalik.
Millist hooldust nõuavad komposiitpühkuri süsteemid?
Komposiitpühkuri süsteemid limatevesisesusestlusslaht nõuavad aastas ülevaatusi, mille käigus kontrollitakse ahela pinget, sõrestiku hammaste kulutumist ja lennukite olekut. Korrosioonikaitset, värvimist või katoodkaitset ei ole vaja – materjal on oma olemuselt inertne kanalisatsioonivee keemiaga.