EN
Kāpēc skrāpju sistēmas korodē standarta notekūdeņos
A skrāpētāja sistēma komunālās notekūdeņu tīrītavas darbības laikā šķietami parastajos notekūdeņos metāla komponenti korodē trīs reizes ātrāk nekā blakus esošajā iekārtā. Atšķirība ir neredzama: ūdeņraža sērūdeņa (H₂S) koncentrācija, pH svārstības un hlorīdu līmeņi izraisa paātrinātu koroziju. Notekūdeņi nekad nav "standarta" — tie atšķiras atkarībā no augšupvircēju rūpnieciskajiem devējiem, temperatūru un noturēšanas laiku, kas visi ietekmē ķīmisko sastāvu, kurš iznīcina skrāpētāju.
Ūdeņraža sērūdeņis, sērskābe un korozijas mehānisms
Galvenais korozijas mehānisms notekūdeņos skrāpētāja sistēma sākas ar H₂S gāzi, kas veidojas, kad sulfātreducējošās baktērijas oksīgāna trūkuma zonās pārveido sulfātus par sulfīdiem. Gāze izplūst virs skrāpja veidotajā telpā — kur darbojas metāla piedziņas ķēdes, zobrati un konstrukcijas komponenti. Thiobacillus baktērijas kolonizē šīs virsmas un oksidē H₂S par sērskābi, kas ietekmē oglekļa tēraudu ar ātrumu 0,5 mm līdz 2 mm gadā. 6 mm liela ķēdes saite augstas H₂S koncentrācijas vidē var zaudēt strukturālo integritāti 3–5 gadu laikā — daudz īsāk nekā notekūdeņu sedimentācijas tvertnes projektētais kalpošanas laiks — 15 gadi.
Piemērs reālā dzīvē — komunālās ūdens attīrīšanas stacijas diagnostizē priekšlaicīgu koroziju
Dienvidaustrumāzijas komunālā notekūdeņu attīrīšanas stacija pieredzēja atkārtotas piedziņas ķēžu bojājumus savā primārajā sedimentācijas tvertnē skrāpētāja sistēma — ķēdes saites pārtraukumi, kas rodas aptuveni pēc 4 darbības gadiem salīdzinājumā ar paredzamajiem 12–15 gadiem. Ūdens ķīmiskā analīze atklāja divus līdzdalīgos faktorus: sērvūdeņraža koncentrāciju vidēji 15 ppm tvertnes galvā — trīs reizes augstāku par tipisko komunālo līmeni — un hlorīdu līmeņa paaugstināšanos, ko izraisīja augšupplūsmas tekstilrūpniecības krāsošanas rūpnīcas notekūdeņu izvade. H₂S izraisīja sērskābes uzbrukumu oglekļa tērauda ķēdes virsmai; hlorīdi iekļuva neaktīvajā oksīda kārtā uz nerūsējošā tērauda stieņiem, izraisot rievaino koroziju tieši ķēdes savienojumos, kur mehāniskais spriegums bija visaugstākais. Hengshui Huake Rubber & Plastic, kurai ir 18 gadu pieredze nemetālisku skrāpju sistēmu jomā un kuras ražošana ir sertificēta saskaņā ar ISO 9001 standartu, ieteica aizvietot metāla ķēdi un zobratus ar augstas izturības inženierpolimēru sistēmu. Nemetāliskā ķēde dabiski nav pakļauta ne skābekļa uzbrukumam, ne hlorīdu rievainošanai — korozijas mehānismiem, kas vienkārši nepiemīt polimēru materiāliem. Pēc trim gadu nepārtrauktas darbības aizvietotā ķēde neatklāj nekādu mērāmu koroziju, un rūpnīca paplašināja nemetāliskās ķēdes specifikāciju arī uz savām trim pārējām nogulsnēšanas tvertnēm.
Metāla un nemetāliskās skrāpētājsistēmas
Korozijas izturība, svars un ekspluatācijas laika izmaksas
Metāls skrāpētāja sistēma — oglekļa tērauds ar pārklājumu vai 304/316 nerūsējošais tērauds — nodrošina augstu stiepes izturību, taču pamatā ir jutīgs pret notekūdeņu vidi. Pārklājumi nodilst berzes vietās; nerūsējošais tērauds pretojas vienmērīgai korozijai, taču ir uzņēmīgs pret hlorīdu caurumveida koroziju savienojumos. Nemetāliskās sistēmas — inženierplastmasas (UHMWPE, nilons, poliacetāls) un kompozītmateriāli — ir iedzimti imūnas pret elektroķīmisko koroziju. Stiepes izturība ir zemāka, tāpēc nepieciešami lielāki šķērsgriezumi, taču svara samazinājums par 40 % līdz 60 % samazina piedziņas motora prasības un vienkāršo uzstādīšanu. Ekspluatācijas laika izmaksu analīze vienmēr atbalsta nemetāliskās sistēmas, ja korozijas vide ir vidēji līdz smaga.
Faktori, kas paātrina skrāpētājsistēmu koroziju
pH, hlorīdu koncentrācija, temperatūra un berze
Četri faktori paātrina skrāpētāja sistēma korozija. Zems pH — notekūdeņi ar pH zem 6,0 no rūpnīcu skābes izmešanas — tieši ietekmē metāla virsmas. Augsts hlorīdu saturs — vairāk nekā 500 mg/L no rūpnīcu izmešanas vai jūras ūdens iekļūšanas — izraisa punktveida koroziju. Paaugstināta temperatūra — katrs 10 °C temperatūras paaugstinājums aptuveni divkāršo reakcijas ātrumu. Abrazīvā nodilums — smiltis un grants iznīcina pārklājumus, atklājot neatvērtu metālu sprieguma koncentrācijas vietās.
Korozijai izturīgu skrāperu sistēmu materiālu izvēle
Pieci materiāla raksturlielumi, kas nosaka ekspluatācijas ilgumu
Pirmkārt, ķīmiskā izturība — materiālam jāiztur nepārtraukta iegremdēšana konkrētajā notekūdeņu ķīmijā. Otrkārt, ūdens absorbcija — UHMWPE absorbē mazāk nekā 0,01 %, salīdzinot ar citiem materiāliem, kuri pietūkst un zaudē stabilitāti. Treškārt, stiepes izturība darba temperatūrā, lai izturētu skrāpera lidojuma slodzes. Ceturtkārt, abrazīvā izturība pret smiltīgo dūņu maisījumu. Piektkārt, izturība pret H₂S/sērskābes tvaika vidi virs ūdenslīnijas. HSHuake bezmetāla skrāpētāja sistēma risinājumi ir izstrādāti no augstas izturības kompozītmateriāliem, kurus izvēlas, pamatojoties uz šīm piecām ekspluatācijas prasībām notekūdeņu apkalpošanai.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāpēc skrāpētājsistēma korodē ātrāk, nekā paredzēts?
A skrāpētāja sistēma korodē ātrāk, nekā paredzēts, jo paaugstināta ūdeņraža sērūdeļa koncentrācija veido sērskābi metāla virsmās, augstas hlorīdu koncentrācijas izraisa rievojošo koroziju, zems pH līmenis no rūpnieciskās notekūdeņu novadīšanas un abrazīvs smiltis nodara bojājumus aizsargpārklājumiem sprieguma koncentrācijas vietās. HSHuake piedāvā nemetāliskas skrāpētājsistēmas, kas principiāli nav pakļautas šīm elektroķīmiskajām korozijas mehānismiem.
Kāda ir atšķirība starp metāla un nemetāliskām skrāpētājsistēmām?
Metāls skrāpētāja sistēma komponenti ir jutīgi pret skābju iedarbību un hlorīdu rievojošo koroziju. Nemetāliskās sistēmas — inženierplastmasas un kompozītmateriāli — ir korozijai izturīgas, par 40 % līdz 60 % vieglākas un nodrošina ilgāku ekspluatācijas laiku mērenās līdz smagām notekūdeņu apstākļu vidē.
Kā ūdeņraža sērūdeļš izraisa skrāpētāja koroziju?
H₂S gāze izplūst no notekūdeņiem gaisa telpā virs skrāpētāja sistēma . Baktērijas to oksidē par sērskābi, kas ietekmē oglekļa tēraudu ar ātrumu līdz 2 mm gadā. 6 mm ķēdes saite var sabrukt 3–5 gadu laikā.
Kādi notekūdeņu apstākļi paātrina skrāpja koroziju?
pH zem 6,0, hlorīds virs 500 mg/L, temperatūra virs 25 °C un abrazīvs smiltis visi paātrina skrāpētāja sistēma koroziju. Katrs 10 °C temperatūras paaugstinājums aptuveni divkāršo ātrumu agresīvā ķīmiskajā vidē.
Cik ilgi ilgst ne metāliska skrāpja sistēma?
Ne metāliska skrāpētāja sistēma izmantojot inženierijas plastmasas, piemēram, UHMWPE, komunālo notekūdeņu apstākļos ilgst 15–20 gadus — trīs vai vairāk reižu ilgāk nekā pārklātais oglekļa tērauds tajos pašos apstākļos.
Vai esošu metāla skrāpju var pārveidot ne metāliskā versijā?
Jā, esošu skrāpētāja sistēma var pārbūvēt, izmantojot ne metālisku ķēdi, zobratu un skrāpja lāpstiņas grafikā paredzētās apkopes laikā, saglabājot esošo piedziņas motoru un tvertnes konstrukciju un aizvietojot tikai korozijai pakļautās sastāvdaļas.