EN
Hvorfor svikter metallskraper i avløpsmiljøer
H₂S, organiske syrer og mikrobiologisk påvirket korrosjon (MIC) akselererer metallnedbrytning
Når hydrogen-sulfid (H₂S) kommer inn i avløpssystemer, omdannes det til svovelsyre, som angriper de beskyttende oksidbelagene på metallflater. Samtidig senker alle disse organiske syrene pH-nivået til under 4, noe som skaper svært harde forhold som bryter ned de tynne beskyttende filmene på metaller. Deretter har vi mikrobiologisk påvirket korrosjon, eller MIC for kort, som gjør situasjonen enda verre. Disse sulfatreduserende bakteriene (SRB) «spiser» både sulfater og metallene selv, og fører til korrosjonshastigheter som er 200–400 prosent høyere enn ved vanlig ikke-biologisk korrosjon. Ifølge ulike korrosjonsingeniør-rapporter slites rustfrie stålkomponenter som utsettes for disse forholdene typisk med 0,8–1,2 millimeter per år. Dette hjelper til å forklare hvorfor nesten halvparten (ca. 43 %) av metallskraperne som brukes i sure miljøer inne i avløpsrenseanlegg må byttes ut hvert 18. måned eller sånn. Den økonomiske påvirkningen akkumuleres raskt når utstyr fortsetter å svikte for tidlig.
Galvanisk korrosjon og pitting i rustfritt stål og støpejernsskraperkomponenter
Når ulike metaller kommer i kontakt med hverandre, for eksempel rustfrie stålskruer som sitter på støpejernsrammer, dannes det galvaniske celler mellom dem. Disse små elektrokjemiske reaksjonene angriper materialene opptil tre til fem ganger raskere enn vanlig korrosjon gjør det alene. Kloridioner trives med å finne veien gjennom mikroskopiske feil i overflatene på rustfritt stål. Når de først har kommet inn, begynner de å danne disse skadelige gropene som virkelig svekker konstruksjonen. Vi har sett tilfeller der strukturell integritet faller med omtrent 40–60 prosent etter bare noen få år med eksponering. Støpejern har dessuten sine egna problemer. Grafitten i disse materialene tenderer til å korrodere først, mens ferritdelene løses opp og etterlater en struktur som likner sveitsisk ost – men som ikke lenger er sterk nok til å holde sammen noe som helst. Situasjonen blir enda verre når pH-nivået synker under 4, noe som skjer ganske ofte i nærheten av industriområder. Plutselig svikter utstyret – som skulle vare i ti år – allerede etter to år. Vedlikeholdsgrupper bruker omtrent 74 prosent mer penger på å reparere disse metallfeilene sammenlignet med å bare erstatte delene med plastskrapere, noe som kanskje høres dyrt ut i utgangspunktet, men som på sikt gir besparelser.
Hvordan plastskraper oppnår overlegen korrosjonsbestandighet
Elektrokjemisk inaktivitet: Ingen oksidasjon eller ionutvasking i aggressiv avløpsvannskjemi
Materialer som ultra-høy molekylærvekt polyetylen (UHMWPE) og nylon 6/66 skiller seg ut fordi de ikke reagerer kjemisk under harde forhold. Disse konstruerte polymerene oksideres ikke og frigir ikke ioner når de utsettes for korrosiv avløpsvann. Det som gjør dem spesielle, er deres molekylære sammensetning, som ikke leder elektrisitet i det hele tatt, så det er ingen risiko for galvanisk korrosjon mellom ulike materialer. Tetthetsområdet for disse plastene ligger rundt 0,94 til 0,98 gram per kubikkcentimeter, noe som skaper så tette overflater at mikrober sliter med å feste seg, og kjemikalier finner det vanskelig å trenge inn. Selv ved klor-konsentrasjoner på opptil 500 deler per million eller svovelsyre-løsninger med pH-verdier under 1, tåler disse materialene forholdene bemerkelsesverdig godt, med omtrent 98 % korrosjonsmotstand intakt. Akselererte laboratorietester over tid viser også noe imponerende: etter en ekvivalent virkelighetsnær eksponering på ca. 10 000 timer under svært sure til alkaliske forhold (pH 2 til 12) beholder materialene omtrent 89 % av sin opprinnelige strekkstyrke. Denne typen holdbarhet betyr at polymerkomponenter kan vare mye lengre enn tradisjonelle metallalternativer før de viser tegn på nedbrytning.
Kjemisk bestandighetsprofil for nylon 6/66 og UHMWPE mot sulfider, rester av klor og organiske forbindelser ved lav pH
Nylon 6/66 tåler svært godt nivåene av hydrogen-sulfid som forekommer i disse anaerobe digestere. UHMWPE har derimot en vannavstøtende overflate som holder borte de sure forbindelsene ved lavere pH-verdier, som ellers angriper metallflater ganske aggressivt. Når det gjelder bestandighet mot klorbaserte desinfiseringsmidler og sprekker forårsaket av sulfider, overgår disse plastmaterialene epoksybelagte metaller med opptil fire ganger, ifølge noen akselererte tester som er utført på dem. Og all denne kjemiske bestandigheten gjør faktisk en stor forskjell også på kostnadssiden. Studier av avløpsanlegg viser at driftsansvarlige sparer omtrent to tredjedeler av de totale kostnadene ved å bruke disse materialene i stedet for alternativer i rustfritt stål.
Fordeler med plastskraperdesign utover korrosjonsbestandighet
Begrensning av mikrobiell indusert korrosjon (MIC): Ikke-ledende og ikke-næringsskjenende overflater hemmer dannelse av biofilm fra sulfatreducerende bakterier (SRB)
Plastskrapere virker faktisk ganske bra mot mikrobiologisk påvirket korrosjon (MIC), fordi de fjerner to store faktorer som fører til at den oppstår: elektrokjemiske reaksjoner og tilgjengelige næringstoffer. Plastmaterialet leder ikke elektrisitet, så det forstyrrer måten sulfatreduserende bakterier (SRB) overfører elektroner under sine metaboliske prosesser. I tillegg inneholder plast ikke metall og inneholder ingen karbonkilder, så det er ingenting bakteriene kan feste seg til når de danner disse irriterende biofilmene. Forskning fra avløpsrenseanlegg viser at ultra-høy-molekylær-vekt-polyetilen (UHMWPE) kan redusere SRB-biofilms festevne med omtrent 70 %. Dette reduserer betydelig problemer med sprekking forårsaket av slamopphoping og betyr at operatører ikke så ofte må ta til dyre biocider eller tidkrevende mekaniske rengjøringsmetoder.
Driftsfordeler: Redusert vedlikehold, lengre levetid og lavere totalkostnad for eierskap sammenlignet med metallalternativer
Den elektrokjemiske stabilitetsfaktoren gir noen ganske gode fordeler for drift på bakken. Anlegg over hele landet har registrert ca. 40 % reduksjon i årlig vedlikeholdstid etter at de har byttet til disse systemene med plastmoduler. Og enda bedre? De irriterende korrosjonsproblemene som tidligere brukte opp så mye teknikertid, forsvinner helt og holdent. Rustfrie stålkomponenter forteller imidlertid en annen historie. De må skiftes ut hvert annet år, og vi snakker her om alvorlig penger – ca. 700 000 USD pluss ekstrautgifter for hver ny installasjon. Plastskraperne forteller en helt annen historie. Disse holder seg sterke i over ti år med bare en rask sjekk én gang i året. Tallene bekrefter også dette. Når man ser på livssykluskostnader, viser analysen besparelser på ca. 30–35 %, noe som er bekreftet gjennom praktisk erfaring. Ta som eksempel et avløpsvannrensingsanlegg i Midtvesten. Etter å ha byttet til plastskraperne klarte de å redusere totale kostnader med nesten 18 % innen ett år med drift.
Ofte stilte spørsmål
Hvorfor svikter metallskraper i avløpsmiljøer?
Metallskraper svikter i avløpsmiljøer på grunn av faktorer som hydrogen-sulfid som omdannes til svovelsyre, lavere pH-verdier og mikrobiologisk påvirket korrosjon (MIC) fra sulfatreduserende bakterier.
Hvordan oppnår plastskraper overlegen korrosjonsbestandighet?
Plastskraper, laget av materialer som UHMWPE og nylon 6/66, er elektrokjemisk inerte og oksideres eller korroderes ikke i aggressive avløpsvannsforhold, og opprettholder opptil 98 % korrosjonsbestandighet.
Hva er de operative fordelene med å bruke plastskraper?
Plastskraper gir redusert vedlikehold, lengre levetid og lavere totalkostnad for eierskap. De reduserer korrosjon, varer i mer enn ti år og krever mindre hyppig utskifting sammenlignet med metallalternativer.