Jäähdytystornien ruostumisen ja reikien syyt useiden vuosien käytön jälkeen

 

 

 

 

 

 

I. Sydänkorroosiomekanismi: Sähkökemiallinen korroosio hallitsee ruostumis- ja rei'itysprosessia

 

 

 

 

 

Jäähdytystornien metalliosat (useimmiten hiiliteräs ja galvanoitu teräs) altistuvat vesi-ilmarajapintaympäristölle pitkäksi aikaa, jossa pinnalle muodostuu helposti useita mikrogalvaanikennoja, jotka laukaisevat jatkuvan sähkökemiallisen korroosion – ruostumisen ja rei'ittymisen perimmäisen syyn.

 

Rautaatomit anodialueella käyvät läpi hapetusreaktioita ja liukenevat vähitellen rautaioneiksi (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻), mikä aiheuttaa jatkuvaa metallimatriisin häviämistä; pelkistysreaktiot tapahtuvat katodialueella, jossa veteen liuennut happi yhdistyy elektronien kanssa muodostaen hydroksidi-ioneja (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻), mikä jatkuvasti ajaa korroosioreaktiota.

 

 

Korroosioreaktiossa syntyvä rautahydroksidi [Fe(OH)2] hapettuu edelleen rautahydroksidiksi [Fe(OH)3], jolloin muodostuu lopulta löysää ja huokoista ruostetta. Toisin kuin tiheät metallioksidikalvot, ruoste ei voi tarjota suojaa; Sen sijaan se imee kosteutta ja happea, mikä nopeuttaa sisemmän metallikerroksen korroosiota.

 

 

Varsinkin kun vedessä on kloridi-ioneja, ne tunkeutuvat nopeasti metallipinnan passivointikalvoon muodostaen tukkeutuneita soluja aiheuttaen paikallista pistekorroosiota.

 

 

Kun kuoppa syvenee jatkuvasti, lopulta muodostuu rei'itys, joka on keskeinen laukaisin lyhytaikaiselle-rei'itykselle monissa jäähdytystorneissa.

 

 

 

 

 

 

II. Neljä tärkeää kiihdyttävää tekijää: Nopean ruosteen rei'ityksen avaimet 3–5 vuodessa

 

(1) Kierrättävän veden laadun heikkeneminen lisää huomattavasti korroosion nopeutta

 

 

 

 

 

 

Kierrättävä vesi toimii "katalysaattorina" jäähdytystornin korroosiolle. Veden laadun heikkeneminen kiihdyttää suoraan metallien korroosiota ja on kriittisin kiihdytystekijä. Jäähdytystornin toiminnan aikana jatkuva veden haihtuminen johtaa suolojen, kuten kloridi-ionien ja sulfaattiradikaalien, pitoisuuteen vedessä, mikä lisää jyrkästi veden johtavuutta ja lisää sähkökemiallista korroosion nopeutta 3-5-kertaiseksi.

 

 

Samaan aikaan kiertävän veden hallitsematon pH-arvo pahentaa korroosiota: kun pH on alle 6,5, vesi on hapanta ja liuottaa suoraan metallimatriisin; kun pH ylittää 9, muodostuu helposti hilsettä. Metallipintaa peittävä hilse aiheuttaa alikorroosiota-, luoden paikallisia happipitoisuuksien eroja ja kiihdyttäen ruostumista.

 

 

 

 

 

Lisäksi jäähdytystornien suihkutus- ja ilmastusprosessi kyllästää veteen liuennutta happea (yleensä 8–10 mg/L), mikä vahvistaa jatkuvasti katodireaktiota ja edistää jatkuvaa korroosiota. Mikro-organismit, kuten bakteerit ja levät vedessä muodostavat biofilmejä ja niiden aineenvaihdunta tuottaa happamia aineita, kuten rikkivetyä, vaurioittaen entisestään metallipinnan passivointikalvoa ja voimistaen paikallista korroosiota.

 

 

 

(2) Korroosionestopinnoitteiden varhainen epäonnistuminen

 

 

 

 

Jäähdytystornin metalliosien korroosionestopinnoitteet- toimivat ensimmäisenä suojana korroosiota vastaan. Varhainen pinnoitteen epäonnistuminen altistaa metallit suoraan syövyttäville ympäristöille, mikä johtaa nopeaan ruostumiseen.

 

Pinnoitteen vaurioituminen johtuu pääasiassa kolmesta näkökulmasta: ensinnäkin rakennusvirheet – asennuksen aikana monissa jäähdytystorneissa on metallipinnan epätäydellistä ruosteenpoistoa (ei täytä Sa2.5-standardia), mikä johtaa huonoon tarttumiseen pinnoitteiden ja metallimatriisien välillä, minkä seurauksena halkeilu ja kuoriutuminen; toiseksi ympäristövahingot – ultraviolettisäteily, vuorokauden lämpötilan vaihtelut, vesivirtauksen hankaus ja pölyn hankaus ulkoilmaympäristöissä-asteittain vanhenevat ja halkeilevat pinnoitteet, mikä mitätöi niiden suojan;

 

 

Kolmanneksi rakenteelliset aukot – pinnoitteita ei voida levittää tasaisesti hitseihin, laippoihin ja komponenttien liitoksiin, joihin kerääntyy vettä ja pölyä, jolloin niistä tulee korroosion "katastrofialueita", jotka ruostuvat ensin ja tunkeutuvat vähitellen sisään.

 

 

 

(3) Materiaalin valinnan ja rakenteen luontaiset puutteet heikentävät korroosionkestävyyttä

 

 

Väärä materiaalivalinta on tärkeä tekijä jäähdytystornien lyhytaikaiseen ruostumiseen{0}}. Kustannusten alentamiseksi monet valmistajat käyttävät tavallista hiiliterästä tai galvanoitua terästä tornien rungoissa, kannakkeissa ja muissa osissa, joilla on huono korroosionkestävyys, erityisesti korkean -suolaisen tai happaman veden ympäristöissä, joissa korroosionopeus on erittäin nopea.

 

Riittämätön galvanoidun kerroksen paksuus ja huonolaatuiset galvanointiprosessit aiheuttavat sinkittyjen kerrosten nopeaa kulumista ja irtoamista, jolloin ne menettävät suojavaikutuksensa. Samaan aikaan kohtuuton jäähdytystornin rakennesuunnittelu, kuten liialliset raot komponenttien liitoksissa ja huono vedenpoisto, johtavat pitkäaikaiseen-veden kertymiseen ja paikallisiin syövyttäviin ympäristöihin. Tornin tuulenpuoleisen puolen virheellinen suunnittelu aiheuttaa turbulenttia ilmavirtaa, kiihdyttää vesihöyryn hankausta metalleihin ja pahentaa korroosiota.

 

 

 

(4) Riittämätön käyttö- ja huoltohallinta pahentaa korroosiota

 

 

 

Monet käyttäjät laiminlyövät jäähdytystornien päivittäisen käytön ja huollon, jolloin korroosio-ongelmat jäävät huomaamatta ja hallitsemattomiksi ja kehittyvät lopulta nopeasti rei'ityksi.

 

Yleisiä kunnossapidon puutteita ovat: kiertoveden laadun säännöllinen testaaminen ja korroosionesto- ja hilseilynestoaineiden lisääminen ajoissa, mikä johtaa jatkuvaan veden laadun heikkenemiseen;

 

kalkkikiven, biofilmien ja roskien säännöllisen puhdistamisen epäonnistuminen tornin sisällä, mikä lisää paikallista korroosiota; korroosionestopinnoitteiden säännöllinen tarkastamatta jättäminen{0}} ja halkeamien ja kuoriutumisten korjaaminen ajoissa, jolloin metallit paljastuvat jatkuvasti;

 

jäätymisenestotoimenpiteiden puute talvella, mikä aiheuttaa halkeamia metalliosissa jäätymis{0}}sulamisjaksojen vuoksi ja muodostuu korroosion läpimurtopisteiksi.

 

 

 

III. Johtopäätös

 

 

Ruostuminen ja rei'itys jäähdytystorneissa useiden vuosien käytön jälkeen eivät johdu yhdestä ainoasta tekijästä, vaan sähkökemiallisen korroosion yhdistelmästä ytimenä sekä pitkäaikaisesta vedenlaadun huononemisesta-, pinnoitteen rikkoutumisesta, materiaali- ja rakenteellisista vioista sekä riittämättömästä käytöstä ja huollosta.

 

 

Jäähdytystornien käyttöiän pidentämiseksi ponnistelut on aloitettava lähteestä: valittava erittäin korroosiota{0}}kestävät materiaalit, standardoitava-korroosionestopinnoiterakenne, vahvistettava kiertoveden laadun valvontaa, suoritettava päivittäisiä käyttö- ja huoltotarkastuksia ja puututtava piileviin korroosioriskiin oikea-aikaisesti. Vain tällä tavalla voidaan tehokkaasti hidastaa korroosion nopeutta ja välttää ennenaikainen ruostuminen ja perforaatio.