EN
O problema do acero inoxidable na corrosión das augas residuais
A estación de tratamento de aguas residuais xestionando 50.000 metros cúbicos diarios de augas residuais municipais, opera nun ambiente quimicamente agresivo. O efluente do decantador primario contén entre 150 e 400 mg/L de ións cloruro procedentes do ablandamento doméstico da auga, das descargas industriais e do escoamento de sal para estradas. O tratamento secundario introduce sulfuro de hidróxeno xerado pola digestión anaerobia dos lodos — concentracións de 5 a 50 ppm no espazo libre sobre os tanques de sedimentación convértense en ácido sulfúrico mediante oxidación biolóxica en calquera superficie por riba do nivel da auga. Este ambiente ataca o aceiro inoxidable dun modo que o seu nome — «inoxidable» — induce enganosa a engenheiros a crer que non se corromperá.
Corrosión por picaduras por cloruros, ataque por sulfuro de hidróxeno e corrosión galvánica nos ambientes dos decantadores
Tres mecanismos de corrosión degradan os compoñentes de raspado de aceiro inoxidable nun estación de tratamento de aguas residuais . Picaduras por cloruros: os ións de cloruro penetran na capa pasiva de óxido de cromo sobre o acero inoxidable 304 por encima de 100 mg/L cando a temperatura da auga supera os 30 °C, creando picaduras que se transforman en perforacións atravesando toda a parede no prazo de 2 a 4 anos. O acero inoxidable 316, que contén molibdeno, resiste as picaduras a concentracións máis altas, pero o seu custo é un 40 % a un 60 % superior e corroé nas zonas de soldadura onde a zona afectada polo calor perde molibdeno. Ataque por sulfuro de hidróxeno: o H₂S convértese en ácido sulfúrico mediante bacterias Thiobacillus nas paredes do depósito por riba do nivel da auga, producindo un pH tan baixo como 1,0 a 2,0. Este ácido disolve a matriz de ferro, deixando unha estrutura debilitada que falla baixo carga mecánica. Corrosión galvánica en cada conexión entre acero inoxidable e acero ao carbono: un perno dunha cadea raspadora de acero inoxidable 304 en contacto cunha roda dentada de acero ao carbono forma unha cela galvánica, acelerando o desgaste da roda dentada entre 3 e 5 veces.
Caso real: fallo da cadea raspadora nunha planta municipal ao cabo de 18 meses
Municipal estación de tratamento de aguas residuais nunha rexión costeira do sueste de Asia substituíu as súas cadeas primarias de raspadores de clarificador por acero inoxidable 304 en 2021. A mediados de 2023 — tras 18 meses en servizo — observáronse picaduras visibles nas eslabóns da cadea na liña da auga, e tres eslabóns se fracturaron, facendo caer a pá do raspador no clarificador e obrigando a unha parada de catro días para a súa recuperación con axuda dunha grúa. A análise da auga revelou 280 mg/L de cloretos e 12 ppm de H₂S no espazo libre. A central substituíu todo o sistema por compoñentes compostos de raspadores de HSHUAKE (Hengshui Huake Rubber & Plastic), un fabricante con 18 anos de experiencia en sistemas non metálicos de raspadores de lodos que serve a máis de 100 países. A cadea de substitución — plástico de enxeñaría reforzado con fibra de vidro e formulación estabilizada fronte ás radiación UV — non presentou corrosión, nin perda de peso, nin degradación mecánica tras 24 meses. Desde entón, a central converteu outros dous clarificadores.
Materiais compostos — custo, duración e rendemento
FRP e Plásticos de Enxeñaría fronte ao Aceros Inoxidábeis 304 e 316 — Unha análise comparativa
A estación de tratamento de aguas residuais A comparación dos compoñentes de raspadores compostos co acero inoxidábel evalúa catro parámetros. Resistencia á corrosión: os plásticos de enxeñaría (PA6 con fibra de vidro, UHMWPE, POM) e o FRP son inertes respecto ao cloruro, ao sulfuro de hidróxeno e ao ácido sulfúrico na totalidade do intervalo de química de augas residuais. Durabilidade: as cadeas de raspadores compostas debidamente formuladas teñen unha vida útil de 10 a 15 anos nas augas residuais municipais, é dicir, de 3 a 5 veces máis que os 2 a 4 anos de vida do acero inoxidábel 304 en condicións agresivas. Peso: os materiais compostos pesan entre un 60 % e un 75 % menos. Unha paleta de raspador composta de 8 kg substitúe a unha paleta de acero inoxidábel de 25 kg. Custo inicial: os compoñentes de raspadores de plástico de enxeñaría custan entre un 15 % e un 30 % menos que o acero inoxidábel 304 e entre un 40 % e un 55 % menos que o acero inoxidábel 316 por compoñente.
Comparación dos custos enerxéticos e de mantemento
Dimensionamento do motor de accionamento, substitución de compoñentes desgastados e redución da manodobra
A redución de peso dos compoñentes de raspadores compostos nun estación de tratamento de aguas residuais produce tres aforros. Dimensionamento do motor de tracción: os compósitos requiren un motor 30 % a 40 % máis pequeno. Un motor de 2,2 kW substitúe a un motor de 3,7 kW, aforrando 13.000 kWh anuais (aproximadamente 1.600 €). As ruedas dentadas que accionan as cadeas de compósito duran 2 a 3 veces máis sen acoplamentos galvánicos. Os compónentes de compósito son elevados por dous traballadores sen necesidade dunha grúa, reducindo a manodobra anual de mantemento en 40 a 60 horas por clarificador.
Practicabilidade da instalación e da modernización
Redución de peso, montaxe modular e compatibilidade coas estruturas existentes dos tanques
Modernización dun estación de tratamento de aguas residuais A substitución de compoñentes de raspadores de acero inoxidable por compoñentes compostos non require modificacións estruturais. Os compoñentes compostos son modulares: os eslabóns da cadea, as seccións das paletas e as lâminas raspadoras móntanse mediante conexións con pasador e chaveta, empregando ferramentas manuais básicas. Un clarificador de 40 metros que requiría unha grúa móbil de 50 toneladas para a instalación do acero inoxidable pode ser mantido con andamios e elevación manual. Os sistemas compostos están dimensionados personalizadamente segundo a lonxitude, a largura e a profundidade da auga do tanque, adaptándose á distancia existente entre centros das roldanas, polo que a modernización utiliza o sistema de accionamento xa existente, requirindo só un cambio de redución na potencia do motor.
Preguntas frecuentes
Canto aforra unha planta de tratamento de augas residuais ao cambiar a raspadores compostos?
A estación de tratamento de aguas residuais A substitución de raspadores de acero inoxidable 304 por raspadores compostos aforra entre o 15 % e o 30 % no custo inicial dos compoñentes, entre o 30 % e o 40 % na enerxía consumida polo motor de accionamento e elimina os ciclos de substitución que ocorren cada 2 a 4 anos co acero inoxidable en augas residuais agresivas. HSHUAKE forneceu sistemas de raspadores non metálicos a plantas de máis de 100 países.
Canto tempo duran os compoñentes de raspado compostos nas augas residuais?
compoñentes de raspado compostos nun estación de tratamento de aguas residuais durán 10 a 15 anos: 3 a 5 veces máis que o acero inoxidable 304 en condicións agresivas de cloretos e H₂S. HSHUAKE ofrece unha cobertura ampliada nos seus sistemas de raspado non metálicos.
Son os raspadores compostos tan resistentes como o acero inoxidable?
Sí. Os plásticos de enxeñaría reforzados con fibra de vidro empregados nos estación de tratamento de aguas residuais sistemas de raspado teñen unha resistencia á tracción de 150 a 220 MPa, o que é comparable ou superior á resistencia ao esgarce do acero inoxidable 304 (205 MPa), coa vantaxe dun peso aproximadamente un 75 % inferior.
Que provoca a corrosión do acero inoxidable nas plantas de tratamento de augas residuais?
A picadura por cloretos cando superan os 100 mg/L, a conversión do sulfuro de hidróxeno en ácido sulfúrico polas bacterias Thiobacillus e a corrosión galvánica nas unións entre acero inoxidable e acero ao carbono provocan a falla dos raspadores de acero inoxidable nun estación de tratamento de aguas residuais prazo de 2 a 4 anos.
É posible instalar raspadores compostos en decantadores existentes?
Si. Os compoñentes do raspador composto para un estación de tratamento de aguas residuais son de dimensións personalizadas para adaptarse ao tanque existente, coincidindo coa distancia entre centros das roldanas e o espazamento das palas. A instalación úsase con ferramentas manuais básicas, sen necesidade de acceso con grúa.
Que mantemento requiren os sistemas de raspadores compostos?
Os sistemas de raspadores compostos nun estación de tratamento de aguas residuais requiren unha inspección visual anual da tensión da cadea, o desgaste dos dentes das roldanas e o estado das palas. Non se require protección contra a corrosión, pintura nin protección catódica: o material é intrínsecamente inerte á química das augas residuais.