Como resisten os raspadores de plástico á corrosión nas plantas de tratamento de augas residuais?

Por que fallan os raspadores de metal nos ambientes de augas residuais

H₂S, ácidos orgánicos e corrosión influenciada microbioloxicamente (MIC) aceleran a degradación do metal

Cando o sulfuro de hidróxeno (H₂S) entra nos sistemas de saneamento, convértese en ácido sulfúrico, que desgasta eses recubrimentos protectores de óxidos nas superficies metálicas. Ao mesmo tempo, todos eses ácidos orgánicos reducen o pH por debaixo de 4, creando condicións moi agresivas que destrúen as finas películas protexoras sobre os metais. Ademais, existe a corrosión influenciada microbioloxicamente, ou MIC, abreviatura de "Microbiologically Influenced Corrosion", que empeora a situación. Estas bacterias redutoras de sulfatos (SRB) alimentanse tanto de sulfatos como dos propios metais, provocando taxas de deterioro entre un 200 e un 400 % superiores ás observadas nos procesos de corrosión non biolóxica convencionais. Segundo diversos informes de enxeñería da corrosión, os compoñentes de aceiro inoxidábel expostos a estas condicións adoitan desgastarse entre 0,8 e 1,2 milímetros cada ano. Isto axuda a explicar por que case a metade (aproximadamente o 43 %) das raspadeiras metálicas empregadas en ambientes ácidos no interior das instalacións de tratamento de augas residuais requiren ser substituídas cada 18 meses aproximadamente. O impacto financeiro acumúlase rapidamente cando o equipamento falla prematuramente.

Corrosión galvánica e picaduras nos compoñentes do raspador de aceiro inoxidable e ferro fundido

Cando diferentes metais entran en contacto, como por exemplo eses parafusos de aceiro inoxidable asentados sobre estruturas de ferro fundido, xéranse células galvánicas entre eles. Estas pequenas reaccións electroquímicas corroen os materiais entre tres e cinco veces máis rápido do que a corrosión normal faría por si mesma. Os ións cloreto adóranse infiltrar a través de pequenos defectos nas superficies de aceiro inoxidable. Unha vez que entran no interior, comezan a crear esas desagradables picaduras que debilitan seriamente a estrutura. Vimos casos nos que a integridade estrutural se reduce aproximadamente entre o 40 e o 60 por cento tras só uns poucos anos de exposición. Mentres tanto, o ferro fundido tamén ten os seus propios problemas. O grafito destes materiais tende a corroerse primeiro, mentres que as partes de ferrita se disolven, deixando atrás unha estrutura que parece queixo suízo pero que xa non é suficientemente resistente para manter nada unido. As cousas empeoran aínda máis cando o nivel de pH cae por debaixo de 4, o que ocorre con frecuencia nas proximidades de zonas industriais. De súbito, ese equipo que debería durar unha década comeza a fallar en tan só dous anos. Os equipos de mantemento gastan aproximadamente un 74 por cento máis de diñeiro reparando estas avarías metálicas comparado co custo de substituír simplemente as pezas por raspadores de plástico, o que pode parecer caro ao principio, pero que a longo prazo supón un aforro económico.

Como as espátulas de plástico conseguen unha resistencia superior á corrosión

Inercia electroquímica: sen oxidación nin lixiviación de ións na química agresiva das augas residuais

Materiais como o polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) e o nilón 6/66 destácanse porque non reaccionan quimicamente en condicións agresivas. Estes polímeros de enxeñaría simplemente non se oxidan nin liberan ións cando están expostos a augas residuais corrosivas. O que os fai especiais é a súa composición molecular, que non conduce a electricidade en absoluto, polo que non hai posibilidade de que ocorra corrosión galvánica entre diferentes materiais. A gama de densidade destes plásticos está arredor de 0,94 a 0,98 gramos por centímetro cúbico, creando superficies tan compactas que os microbios teñen dificultades para adherirse e os produtos químicos atopan difícil penetrar nelas. Incluso cando se enfrentan a concentracións de cloro de ata 500 partes por millón ou a solucións de ácido sulfúrico con pH inferior a 1, estes materiais seguen resistindo de maneira notable, conservando aproximadamente o 98 % da súa resistencia á corrosión. As probas de laboratorio aceleradas ao longo do tempo tamén mostran algo impresionante: tras unha exposición equivalente no mundo real de aproximadamente 10 000 horas en condicións extremas, desde moi ácidas ata alcalinas (de pH 2 a pH 12), os materiais conservan aproximadamente o 89 % da súa resistencia á tracción orixinal. Este tipo de durabilidade significa que os compoñentes poliméricos poden durar moito máis que as alternativas metálicas tradicionais antes de amosar sinais de degradación.

Perfil de Resistencia Química do Nylon 6/66 e do UHMWPE fronte a Sulfuros, Residuos de Cloro e Orgánicos de Baixo pH

O nylon 6/66 resiste moi ben aos niveis de sulfuro de hidróxeno presentes neses digestores anaerobios. Por outra parte, o UHMWPE ten unha superficie repelente á auga que impide o contacto cos compostos ácidos en niveis de pH máis baixos, os cales tenden a corroer as superficies metálicas de forma moi agresiva. No que respecta á resistencia aos desinfectantes clorados e ás fisuras causadas polos sulfuros, estes plásticos superan aos metais recubertos con epóxido catro veces segundo algunhas probas aceleradas realizadas sobre eles. E toda esta resistencia química ten, de feito, un impacto significativo nos custos. Estudos sobre sistemas de augas residuais amosan que os operadores aforran aproximadamente dous terzos nos custos totais cando utilizan estes materiais en lugar das opcións en acero inoxidable.

Vantaxes do deseño dos raspadores de plástico máis aló da resistencia á corrosión

Atenuación da corrosión inducida por microorganismos (MIC): superficies non condutoras e non nutritivas que iniben a formación de biopelículas de bacterias redutoras de sulfatos (BRS)

As espátulas de plástico funcionan realmente bastante ben contra a corrosión influenciada microbioloxicamente (CIM), xa que eliminan dous factores importantes que a provocan: as reaccións electroquímicas e os nutrientes dispoñíbeis. O material plástico non condúce a electricidade, polo que interrumpe o modo no que as bacterias redutoras de sulfatos (BRS) transfieren electróns durante os seus procesos metabólicos. Ademais, como o plástico non é metal e non contén fontes de carbono, non hai nada a que as bacterias poidan aderir ao formar esas incómodas biopelículas. Investigacións realizadas en instalacións de tratamento de augas residuais indican que o polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) pode reducir a adhesión das biopelículas de BRS en torno ao 70 %. Isto reduce significativamente os problemas de picaduras causados pola acumulación de lodos e significa que os operarios non teñen que recorrer con tanta frecuencia a biocidas caros ou a métodos mecánicos de limpeza que requiren moito tempo.

Beneficios operativos: menor mantemento, maior vida útil e menor custo total de propiedade en comparación cos alternativos metálicos

O factor de estabilidade electroquímica aporta beneficios bastante interesantes para as operacións no terreo. As plantas de todo o país observaron unha redución de arredor do 40 % no seu tempo anual de mantemento ao cambiar a estes sistemas fabricados con módulos de plástico. Que é aínda mellor? Esos incómodos problemas de corrosión que antes consumían tanta tempo de técnico desaparecen por completo. As pezas de acero inoxidable, polo contrario, teñen outra historia: precisan ser substituídas cada dous anos, e falamos dunha cantidade considerábel de diñeiro — uns 700 000 $ máis ou menos por cada nova instalación. Os raspadores de plástico contan unha historia totalmente distinta: estes compoñentes seguen funcionando de forma fiable durante máis dunha década, requirindo tan só unha inspección rápida unha vez ao ano. Os números tamén o corroboran: a análise dos custos ao longo do ciclo de vida amosa unhas poupanzas de aproximadamente o 30-35 %, algo que a experiencia real confirma. Por exemplo, unha instalación de tratamento de augas residuais do Medio Oeste, tras cambiar aos raspadores de plástico, conseguiu reducir case o 18 % das súas despesas totais tan só nos primeiros doce meses de funcionamento.

FAQ

Por que fallan as raspadeiras de metal nos ambientes de augas residuais?

As raspadeiras de metal fallan nos ambientes de augas residuais debido a factores como a transformación do sulfuro de hidróxeno en ácido sulfúrico, a redución dos niveis de pH e a corrosión influenciada microbioloxicamente (CIM) causada por bacterias redutoras de sulfatos.

Como conseguen as raspadeiras de plástico unha resistencia superior á corrosión?

As raspadeiras de plástico, fabricadas con materiais como o UHMWPE e o nilón 6/66, son electroquimicamente inertes e non se oxidan nin corren en condicións agresivas de augas residuais, mantendo ata un 98 % de resistencia á corrosión.

Cais son os beneficios operativos do uso de raspadeiras de plástico?

As raspadeiras de plástico ofrecen menos mantemento, maior vida útil e menor custo total de propiedade. Mitigan a corrosión, duran máis dunha década e requiren substitucións menos frecuentes comparadas coas alternativas metálicas.