کروم در برج های خنک کننده و سیستم های لوله کشی: منابع، خطرات، و جایگزین های درمان

وقتی یک تاسیسات گزارش فصلی فاضلاب خود را دریافت می کند و عدد غیرمنتظره ای را روی خط کروم می بیند، اولین غریزه این است که به دنبال یک علت واحد بگردیم. در عمل، امکانات به ندرت چنین تجملی را دارند. کروم موجود در برج‌های خنک‌کننده و سیستم‌های لوله‌کشی معمولاً محصول چندین عامل همپوشانی است: یک برنامه تصفیه تاریخی که از بازدارنده‌های خوردگی مبتنی بر کرومات استفاده می‌کرد، رفتار طبیعی آلیاژهای حاوی کروم، و ترکیب شیمیایی آب غلیظ خود حلقه خنک‌کننده. سوال عملی برای اپراتورها و مهندسان تصفیه آب نه تنها این است که "چه مقدار کروم در دمیدن ما وجود دارد" بلکه "چه شکلی از کروم است، از کجا آمده است و اکنون باید در مورد آن چه کنیم؟"

ابتدا ارزش این را دارد که به این نتیجه برسیم: کروم شش ظرفیتی، شکلی که مهارکننده‌های کرومات را بسیار مؤثر کرده است، همچنین فرمی است که بار انطباق را ایجاد می‌کند. اگر سیستم شما حاوی کروم شش ظرفیتی بالاتر از حد تخلیه یا انتشار است، پاسخ بلندمدت درست انتقال ساختار یافته به یک برنامه کنترل خوردگی غیر کروماتی است، نه یک رویداد فلاشینگ یکباره.

کروم از کجا می آید در برج های خنک کننده و سیستم های لوله کشی

کروم می تواند از طریق سه مسیر مجزا وارد یک سیستم خنک کننده شود و اکثر تاسیسات دارای یافته کروم بیش از یکی از آنها به طور همزمان فعال هستند.

شیمی تصفیه کرومات میراث

برای چندین دهه، مواد شیمیایی کرومات مانند کرومات سدیم و دی کرومات سدیم، انتخاب استاندارد کنترل خوردگی برای برج های خنک کننده باز چرخشی و حلقه های بسته بودند. آنها فولاد کربنی را چنان مؤثر غیرفعال کردند که کارخانه ها می توانستند با نرخ خوردگی بسیار پایین کار کنند. اما برنامه های کرومات نیز بقایایی از خود به جای گذاشتند. زمانی که سال ها پیش یک مرکز به یک برنامه غیر کرومات تبدیل شد، کروم قدیمی به سادگی ناپدید نشد. در مناطق کم جریان مستقر شد، در زیر رسوبات لجن انباشته شد و در محصولات خوردگی روی دیواره لوله گیر افتاد. این مخزن کروم می‌تواند تا مدت‌ها پس از برداشته شدن آخرین درام کرومات از انبار، در نمونه‌های دمنده ظاهر شود.

آلیاژهای حاوی کروم و متالورژی لوله کشی

کروم نیز جزء ساختاری خود سیستم است. لوله‌های فولادی ضد زنگ، لوله‌های مبدل حرارتی و پروانه‌های پمپ حاوی تقریباً 10 تا 30 درصد کروم هستند که بیشتر به شکل یک لایه اکسید محافظ است. در شرایط عادی آن فیلم دست نخورده می ماند و کروم چسبیده باقی می ماند. اما هنگامی که شرایط اکسیداسیون تغییر می کند، زمانی که لایه غیرفعال آسیب می بیند، یا زمانی که کلرزنی تهاجمی است، مقادیر کمی کروم می تواند در آب آزاد شود. اکسید کننده های قوی مانند کلر حتی می توانند بخشی از کروم سه ظرفیتی آزاد شده را به کروم شش ظرفیتی تبدیل کنند. بنابراین، سیستمی که اصلاً تاریخچه کرومات ندارد، می تواند یک قرائت کروم (VI) قابل تشخیص تولید کند.

آب آرایش و چرخه های غلظت

برخی از منابع آب شهری و چاه حاوی مقادیر کمی کروم هستند که در منبع آشامیدنی ناچیز است، اما با عملکرد برج خنک کننده در چرخه های غلظت بالاتر، بزرگتر می شود. اگر یک برج در شش تا هشت چرخه کار کند، ضریب غلظت هر فلز محلول در آب آرایشی را چند برابر می کند. این مسیر به ندرت منبع غالب است، اما می تواند یک سطح پایه کروم سطح پایین را توضیح دهد که پس از تغییر شیمی درمان باقی می ماند.

کروم شش ظرفیتی در مقابل کروم سه ظرفیتی: فرم ریسک را تعیین می کند

همه کروم ها در یک سیستم آب خنک کننده رفتار یکسانی ندارند. پیامدهای نظارتی و عملیاتی تقریباً به طور کامل به حالت اکسیداسیون بستگی دارد. کروم سه ظرفیتی، کروم (III)، در محدوده pH معمولی آب خنک کننده نسبتا نامحلول است، رسوب می دهد و سمیت حاد کمی دارد. کروم شش ظرفیتی، کروم (VI)، بسیار محلول، متحرک و به عنوان یک سرطان زای تنفسی طبقه بندی می شود. این تفاوت هر تصمیم عملی در مورد نمونه برداری، تمیز کردن و انتخاب محصول را هدایت می کند.

برای یک اپراتور تأسیسات، راه حل ساده است: تعداد کل کروم به تنهایی برای تصمیم گیری کافی نیست. برای دانستن اینکه آیا با ردی بی ضرر ناشی از خوردگی فولاد ضد زنگ مواجه هستید یا یک مشکل Cr(VI) مربوط به انطباق، به داده های گونه زایی نیاز دارید.

پیامدهای نظارتی و عملیاتی کروم در سیستم های خنک کننده

چشم انداز نظارتی برای کروم شش ظرفیتی در سیستم های خنک کننده به خوبی تثبیت شده است. طبق 40 CFR 749.68، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده استفاده از مواد شیمیایی تصفیه آب مبتنی بر کروم شش ظرفیتی را در برج های خنک کننده راحت ممنوع کرده و توزیع آنها را در تجارت برای این منظور محدود می کند. فراتر از قوانین فدرال، مناطق هوای محلی مانند منطقه کنترل آلودگی هوای سن دیگو قوانین خاصی را برای محدود کردن انتشار کروم شش ظرفیتی از برج‌های خنک‌کننده اتخاذ کرده‌اند و مجوزهای تخلیه آب اغلب محدودیت‌های سخت‌گیری را برای کل کروم یا کروم (VI) در انفجار ارسالی به آب‌های سطحی یا تصفیه‌خانه‌های شهری تعیین می‌کنند.

همچنین خطر عملیاتی کمتر قابل مشاهده ای وجود دارد که باعث شگفتی تیم های تعمیر و نگهداری می شود. در بسیاری از سیستم‌های برج خنک‌کننده راحت، لوله‌های فولادی کربنی، به جای لوله‌های کندانسور، حیاتی‌ترین جزء برای خرابی‌های مرتبط با خوردگی هستند، زیرا خوردگی زیر رسوب در لوله‌ها یافت می‌شود. کروم به دام افتاده در زیر رسوبات به سادگی در آنجا نمی نشیند. می تواند در لجن متمرکز شود و سلول های موضعی ایجاد کند که حفره شدن را تسریع می کند. همان شیمی که زمانی از سیستم محافظت می‌کرد، می‌تواند در شکل صرف شده‌اش، آسیب‌هایی را که تأسیسات سعی در اجتناب از آن دارد، تشویق کند.

• بیش از حد مجاز تخلیه برای کروم کل یا شش ظرفیتی، ایجاد گزارش اقدامات اصلاحی و افزایش نمونه برداری.
• محدودیت‌های محلی از POTW‌هایی که می‌توانند با افزایش سطح کروم، انفجار را رد یا اضافه کنند.
• خطرات قرار گرفتن کارگران در حین تخلیه، تمیز کردن مخزن، یا جوشکاری و برش لوله‌هایی که حاوی رسوبات کرومات هستند.
• اگر لجن و زباله ها باید به عنوان زباله های خطرناک حاوی کروم استفاده شوند، هزینه های دفع بالا می رود.

چرا تسهیلات از برنامه های کرومیت دور می شوند؟

دلایل کنار گذاشتن تصفیه آب خنک کننده مبتنی بر کرومات فراتر از ممنوعیت فدرال در برج های خنک کننده راحت است. حتی در جایی که یک برج صنعتی مستقیماً توسط 40 CFR 749.68 پوشش داده نمی شود، واقعیت عملیاتی استفاده مداوم را برای توجیه دشوار می کند. برنامه‌های کرومات دارای ردپای انطباق سنگینی هستند و مسئولیت تخلیه‌های تاریخی با تغییر ساختار شیمیایی منقضی نمی‌شود.

• خطر قانونی ناشی از انتشار، رانش، و انفجاری که حاوی کروم شش ظرفیتی است.
• مسئولیت طولانی مدت زیست محیطی برای آلودگی خاک یا آب های زیرزمینی در نزدیکی نقاط تخلیه قدیمی تر.
• تعهدات نظارت بر سلامت و ایمنی برای پرسنلی که با محلول‌های کرومات برخورد می‌کنند یا در تماس هستند.
• مشکل در تأمین تأییدیه از سوی تنظیم‌کننده‌ها، برنامه‌های پایداری شرکت یا حسابرسان محیط‌زیست برای هرگونه استفاده مداوم از شیمی کروم.
• در دسترس بودن برنامه های مدرن غیر کروماتی که به نرخ خوردگی قابل قبولی بدون مشخصات اکوتوکسیک یکسان دست می یابند.

وقتی Chromium در سیستم شما ظاهر می شود چه کاری باید انجام دهید

اگر یک نتیجه نمونه با کروم قابل اندازه گیری برگشت، بدترین واکنش این است که فرض کنیم "صدای پس زمینه" بی ضرر است یا سیستم را شستشو دهید و امیدوار باشید که تعداد آن کاهش یابد. رفتار کروم در یک حلقه خنک کننده تحت تأثیر رسوبات، تقاضای اکسیدان و الگوهای جریان است. یک پاسخ سیستماتیک به شما اطلاعات می دهد، نه فقط یک عدد.

1. کروم کل و کروم شش ظرفیتی را در آب در حال گردش، دمیدن و هر لجن یا رسوب ته نشین شده کمی کنید.
2. منبع را با استفاده از الگوی نتایج ردیابی کنید. خط پایه پیوسته به خوردگی آب یا آلیاژ اشاره دارد. یک پیک پس از تغییر برنامه به رها شدن رسوب یا اکسیداسیون کروم (III) به کروم (VI) اشاره دارد.
3. قبل از تغییر هر گونه مواد شیمیایی، مجوز تخلیه، مقررات محلی فاضلاب و تعهدات کیفیت هوا را بررسی کنید.
4. سیستم را با توجه به نواحی کم جریان، پایه‌های مرده و لوله‌های فولادی کربنی که در آن خوردگی ذخایر فلزات را متمرکز می‌کند، بررسی کنید.
5. قبل از راه اندازی هر برنامه جایگزینی، لجن و زباله های مملو از کروم را از حوضه برج، مبدل های حرارتی و لوله های قابل دسترس تمیز و پاک کنید.
6. یک برنامه کنترل خوردگی غیر کروماتی را انتخاب کنید که با کیفیت آب، متالورژی و محدودیت های تخلیه مطابقت دارد.
7. اعتبار برنامه جدید را با کوپن های خوردگی، نظارت بر انتقال حرارت، و تجزیه و تحلیل متداول فلزات دمنده انجام دهید.

انتخاب یک برنامه کنترل خوردگی بدون کرومات

برنامه‌های غیرکرومات مدرن یک محصول واحد نیستند، بلکه خانواده‌ای از مواد شیمیایی هستند که از فولاد کربن و آلیاژهای مس از طریق جذب، تشکیل لایه مانع و کنترل مقیاس به جای غیرفعال‌سازی آندی محافظت می‌کنند. این تمایز مهم است: بدون اثر غیرفعال کننده قوی کرومات، برنامه بیشتر به کنترل ثابت pH، چرخه های مناسب غلظت و کنترل رسوب خوب بستگی دارد. فرمول مناسب به شدت به محدودیت های مجوز شما بستگی دارد.

برای یک برج خنک کننده باز چرخشی که می تواند فسفر متوسط را تحمل کند، یک نقطه شروع عملی یک بازدارنده خوردگی آب در گردش که ترکیبی از حفاظت در برابر خوردگی برای فولاد ملایم با کنترل رسوب و رسوب برای سطوح انتقال حرارت است. در جایی که مجوز تخلیه محلی فسفر را محدود می کند، الف بازدارنده خوردگی و رسوب آب در گردش آب کم فسفر بار مواد مغذی مبتنی بر فسفات را کاهش می دهد و در عین حال یک برنامه محافظتی را حفظ می کند. و برای سایت هایی که با شدیدترین بررسی های زیست محیطی مواجه هستند، مانند تخلیه آب های سطحی یا حوضه های حساس دریافت کننده، بازدارنده خوردگی و رسوب بدون فسفر آب در گردش نگرانی های مربوط به مواد مغذی مربوط به فسفر را به طور کلی از بین می برد.

تامین کنندگان بازدارنده رسوب و خوردگی بدون فسفر آب در گردش، Manuf Changzhou SanmingJingHui Environmental Protection Technology Co., Ltd. عمده فروشی چین در گردش آب بدون فسفر خوردگی و... مشاهده محصول →

تامین کنندگان بازدارنده خوردگی و رسوب با فسفر کم آب در گردش، Manufa Changzhou SanmingJingHui Environmental Protection Technology Co., Ltd. در چین عمده فروشی آب در گردش با فسفر کم خوردگی و ... مشاهده محصول →

تامین کنندگان، تولیدکنندگان و شرکت بازدارنده خوردگی آب در گردش - چانگ Changzhou SanmingJingHui Environmental Protection Technology Co., Ltd. عمده فروشی چینی تامین کننده بازدارنده خوردگی آب در گردش است... مشاهده محصول →

هر یک از این گزینه‌ها همان مشکلی را که کروم در ابتدا برای حل آن استفاده می‌شد، حل می‌کند: محافظت از لوله‌های فولاد کربنی و سطوح مبدل حرارتی در برابر خوردگی. تفاوت این است که برنامه‌های مدرن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با محدودیت‌های تخلیه امروزی، گزارش‌های زیست‌محیطی و انتظارات بلندمدت بدهی سازگار باشند.

کروم موجود در برج‌های خنک‌کننده و سیستم‌های لوله‌کشی، در بیشتر موارد، زمانی که از تلقی راز با آن دست بردارید، یک مشکل قابل کنترل است. هر دو گونه را اندازه گیری کنید، رسوبات را بیابید، تعهدات نظارتی خود را تأیید کنید و با شیمی که متناسب با کیفیت آب خاص و محدودیت های مجاز شما باشد، تغییر دهید. کار با یک تولید کننده مواد شیمیایی تصفیه آب صنعتی که برنامه هایی را در مورد کنترل خوردگی کم فسفر و بدون فسفر ساخته است، این انتقال را به طور قابل توجهی قابل اعتمادتر از تطبیق شیمی دیگ بخار با یک برج خنک کننده می کند. هدف صرفاً ناپدید کردن عدد کروم نیست. قرار دادن یک برنامه کنترل خوردگی است که از لوله کشی محافظت می کند، با مجوز مطابقت دارد و تا پایان عمر سیستم قابل کنترل می ماند.