EN
Чому металеві скребки виходять з ладу в умовах каналізації
H₂S, органічні кислоти та мікробіологічно обумовлена корозія (МОК) прискорюють корозійне руйнування металів
Коли сірководень (H₂S) потрапляє в системи каналізації, він перетворюється на сірчану кислоту, яка руйнує захисні оксидні покриття на металевих поверхнях. Одночасно всі ці органічні кислоти знижують рівень pH нижче 4, створюючи надзвичайно агресивні умови, що руйнують тонкі захисні плівки на металах. Крім того, існує мікробіологічно обумовлена корозія (MIC), що ще більше погіршує ситуацію. Ці сульфатвідновлювальні бактерії (SRB) фактично «пожирають» як сульфати, так і самі метали, спричиняючи швидкість корозії на 200–400 % вищу, ніж при звичайній некорозійній (небіологічній) корозії. Згідно з різними звітами з корозійної інженерії, компоненти з нержавіючої сталі, що піддаються впливу таких умов, зношуються щорічно на 0,8–1,2 міліметра. Це пояснює, чому майже половина (близько 43 %) металевих скребків, що використовуються в кислих середовищах всередині очисних споруд, потребує заміни приблизно кожні 18 місяців. Фінансові втрати швидко накопичуються, коли обладнання постійно виходить з ладу передчасно.
Гальванічна корозія та точкова корозія в компонентах скребків із нержавіючої сталі та чавуну
Коли різні метали входять у контакт один з одним, наприклад нержавіючі сталеві болти, що знаходяться на чавунних рамах, між ними утворюються гальванічні елементи. Ці невеликі електрохімічні реакції руйнують матеріали втричі–п’ятикратно швидше, ніж звичайна корозія сама по собі. Йони хлориду охоче проникають через мікродефекти на поверхні нержавіючої сталі. Після потрапляння всередину вони починають утворювати агресивні пітингові виїмки, які серйозно ослаблюють конструкцію. Відомі випадки, коли міцність конструкції знижувалася приблизно на 40–60 % вже через кілька років експлуатації. У свою чергу, чавун також має власні проблеми: графіт у цих матеріалах кородує першим, тоді як феритова складова розчиняється, залишаючи після себе структуру, схожу на швейцарський сир, але вже не здатну витримувати навантаження. Ситуація ще більше погіршується, коли рівень pH опускається нижче 4 — це досить часто трапляється поблизу промислових об’єктів. І раптово обладнання, яке мало служити десять років, починає виходити з ладу вже протягом двох років. Екіпажі технічного обслуговування витрачають приблизно на 74 % більше коштів на усунення таких металевих пошкоджень порівняно з простою заміною деталей на пластикові скребки — хоча спочатку це може здаватися дорожчим рішенням, у довгостроковій перспективі воно забезпечує економію.
Як пластикові скребки забезпечують високу стійкість до корозії
Електрохімічна інертність: відсутність окиснення або вилуговування йонів у агресивному складі стічних вод
Матеріали, такі як ультрависокомолекулярний поліетилен (UHMWPE) та нейлон 6/66, виділяються тим, що не вступають у хімічну реакцію в агресивних умовах. Ці інженерні полімери взагалі не окиснюються й не виділяють іонів під впливом корозійних стічних вод. Їхня особливість полягає в молекулярній структурі, яка зовсім не проводить електричний струм, тому немає жодного ризику виникнення гальванічної корозії між різними матеріалами. Щільність цих пластмас становить приблизно 0,94–0,98 г/см³, що забезпечує надзвичайно щільні поверхні, на яких мікроорганізми важко прикріплюються, а хімічні речовини — проникають. Навіть за концентрації хлору до 500 частин на мільйон або у розчинах сірчаної кислоти з рН нижче 1 ці матеріали зберігають вражаючу стійкість: близько 98 % їхньої корозійної стійкості залишається незмінною. Лабораторні випробування з прискореним старінням також демонструють вражаючі результати: після еквівалентного реального впливу тривалістю приблизно 10 000 годин у надкислих та лужних умовах (рН від 2 до 12) матеріали зберігають близько 89 % своєї початкової межі міцності на розтяг. Така довговічність означає, що полімерні компоненти можуть служити значно довше за традиційні металеві аналоги, перш ніж проявлять ознаки деградації.
Профіль стійкості нейлону 6/66 та УВМПЕ до сульфідів, залишкового хлору та органічних речовин з низьким рівнем pH
Нейлон 6/66 чудово витримує рівні сірководню, що зустрічаються в анаеробних реакторах. У той же час УВМПЕ має поверхню, що відштовхує воду, і тому ефективно захищає від кислотних сполук при нижчих значеннях pH, які дуже агресивно руйнують металеві поверхні. Щодо стійкості до дезінфікуючих засобів на основі хлору та утворення тріщин під впливом сульфідів, ці пластики перевершують метали з епоксидним покриттям у чотири рази, згідно з результатами прискорених випробувань. І вся ця хімічна стійкість справді суттєво впливає на економічну складову: дослідження систем очистки стічних вод показують, що експлуатаційні витрати скорочуються приблизно на дві третини при використанні цих матеріалів замість варіантів із нержавіючої сталі.
Переваги конструкції пластикових скребків, крім корозійної стійкості
Запобігання МІК: непровідні та непоживні поверхні запобігають утворенню біоплівок сульфатвідновлювальних бактерій (СВБ)
Пластикові скребки дійсно досить ефективно борються з мікробіологічно обумовленою корозією (MIC), оскільки вони усувають два ключових чинники, що сприяють її виникненню: електрохімічні реакції та наявні поживні речовини. Пластиковий матеріал не проводить електричний струм, тому порушує процес перенесення електронів сульфатвідновлювальними бактеріями (SRB) під час їхнього метаболізму. Крім того, оскільки пластик не є металом і не містить джерел вуглецю, бактерії не мають чого зачепитися під час утворення цих неприємних біоплівок. Дослідження, проведені на очисних спорудах, свідчать, що ультрависокомолекулярний поліетилен (UHMWPE) може зменшити прикріплення біоплівок SRB приблизно на 70 %. Це значно зменшує проблеми з точковою корозією, спричиненою накопиченням осаду, і означає, що операторам рідше доводиться вдаватися до дорогих біоцидів або трудомістких механічних методів очищення.
Експлуатаційні переваги: зниження обсягів технічного обслуговування, подовження терміну служби та зниження загальної вартості володіння порівняно з металевими аналогами
Електрохімічний коефіцієнт стабільності забезпечує досить вагомі переваги у роботі на об’єктах. Підприємства по всій країні зафіксували приблизно 40-відсоткове скорочення часу, що витрачається на щорічне технічне обслуговування, після переходу на ці системи, виготовлені з пластикових модулів. Що ще краще? Ті неприємні проблеми з корозією, які раніше вимагали великої кількості часу від техніків, зникають повністю. З іншого боку, деталі з нержавіючої сталі мають іншу історію: їх потрібно замінювати кожні два роки, і мова йде про серйозні кошти — приблизно $700 тис. плюс додаткові витрати на кожну нову установку. Пластикові скребки розповідають зовсім іншу історію: вони надійно працюють понад десять років, потребуючи лише одного швидкого огляду на рік. Це підтверджують й цифри: аналіз витрат протягом усього терміну експлуатації показує економію в межах 30–35 %, що підтверджується й практичним досвідом. Наприклад, одна очисна споруда стічних вод у Середньому Заході США після переходу на пластикові скребки змогла знизити загальні витрати майже на 18 % всього за дванадцять місяців експлуатації.
ЧаП
Чому металеві скребки виходять з ладу в умовах каналізації?
Металеві скребки виходять з ладу в умовах каналізації через такі фактори, як перетворення сірководню на сірчану кислоту, зниження рівня pH та мікробіологічно зумовлену корозію (MIC) внаслідок діяльності сульфатвідновлювальних бактерій.
Як пластикові скребки забезпечують вищу стійкість до корозії?
Пластикові скребки, виготовлені з таких матеріалів, як УВНМПЕ та нейлон 6/66, є електрохімічно інертними й не окиснюються й не піддаються корозії в агресивних умовах стічних вод, зберігаючи стійкість до корозії на рівні до 98 %.
Які експлуатаційні переваги використання пластикових скребків?
Пластикові скребки забезпечують зменшення обсягів технічного обслуговування, тривалий термін служби та нижчу загальну вартість володіння. Вони запобігають корозії, служать понад десять років і потребують менш частого замінювання порівняно з металевими аналогами.