一种螯合剂是一个重要组成部分锅炉系统在哪里硬矿物质存在并且需要“软化”并溶解在输送过程中。众所周知的一些例子螯在士是乙二胺四乙酸(EDTA)和亚硝基乙酸(NTA)。除了改善溶解度硬矿物,由于它们的形式和实用性来注入解决方案,在该行业中也需要螯合产品。螯合剂还可以通过去除倾向于在内管壁上积聚的软组织来清洁管道内的污渍。
然而,通过复杂的化学反应,螯合剂可以引起负面副作用,导致管壁的腐蚀和变薄。过度使用螯合剂可以产生有毒环境并产生氰化物如含有危险金属。
流动辅助螯合腐蚀
在1996年4月,在美国中西部地区的私营工业电厂发生的事件中证明了使用螯合剂的缺点的示例。在这种情况下,直径6英寸的碳钢给水管道破裂。立即进行了密集的调查,这决定了在给水管壁上的渐进性稀疏引起的失败。该事件的研究导致了称为“流动辅助螯合腐蚀”的术语。
锅炉运行的案例研究,导致流动辅助螯合腐蚀
管道失效的锅炉是燃煤单元,蒸汽容量为275,000磅/小时。锅炉水含有大量的铁。它是由Babcock和Wilcox公司制造的,并在1962年安装。在安装之后,有一个修改将进给水线添加到系统中。修改已成功完成。原装安装十五年后,锅炉系统得到了直接注射螯合剂进入给水的增强。采样报告了在完成增强后进行的监测和测试。
事件前几年,运营商发现了管道部分的腐蚀,其中螯合产品在失败部分的上游注入。据报道锅炉在破裂时正常运行。管壁的变薄显而易见并且据信在破裂之前发生。在故障位置的上游定期注入螯合产品。
图1示出了事故时的管道布置的示意图。
图1.管道示意图说明了具有破裂位置的锅炉系统。
分析锅炉系统中的螯合腐蚀
可以基于对腐蚀过程中发生的复杂化学反应的理解,完成对锅炉系统中这种类型的腐蚀的分析。在简化的形式中,螯合剂与水中的氧化铁(源自管材)反应。这导致氢气,ca和铁螯合物,这是螯合剂的副产品。铁螯合物基本上溶解铁,表明管材已降解并随后与螯合剂反应。发生这种反应的越多,可以预期持续的腐蚀和管壁变薄越多。
不建议使用过度使用螯合剂,应在高温和高压条件下避免。这被发现是事故的关键因素,导致流动辅助的螯合剂腐蚀。
螯合是一个氧化剂和一种溶剂,类似于抗腐蚀的酸。(学习如何处理我们的使用过溶剂免费指南:溶剂回收以减少危险废物。)在上述事件中,腐蚀减少管壁厚度进给水线。诱导的腐蚀出现在扇形斑点中。虽然管壁的腐蚀和变薄在微观或分子水平处发生,但这可以通过视频和视频定期监测X射线检查。(相关阅读:闭路电视(中央电视台)是如何改变下水道和管道资产管理。)
由于它们在水中的高溶解度,螯合剂具有强大的化学成分。生物降解性。当与其他物质接口或反应时,螯合剂在环境中持续和转化。这使得需要密切监测螯合使用和激励,以实现更环保的替代解决方案。
作为一个例子,聚天冬氨酸是可生物降解的金属螯合剂和“绿色”选项。它提供了一个可持续的解决方案反缩放机制并抑制某种程度的腐蚀。它在其应用中是可再生和成本效益的。然而,其生物降解性通常限制了持久性能力。
最佳实践和建议,以避免基于螯合的腐蚀
从这种案例研究中吸取的经验教训可以应用于类似的锅炉系统包括以下内容:
- 螯合产品必须与极度保健一起使用,特别是在具有热输送温度的高压应用中
- 仔细考虑使用替代螯合剂,如聚天冬氨酸
- 必须密切监测给水和螯合剂注射率
- 应经常根据适用的标准,最佳实践和工厂的操作和维护手册经常审查氧气水平和铁含量,因为氧气和铁水平对每个运营厂都是独一无二的
- 彻底检查应该经常完成(这包括管道条件和系统的计和监测设备)
有关螯合腐蚀的进一步信息可以找到NALCO引导锅炉失效分析。
结论
该电厂碳钢给水管道的入射是由流动辅助的螯合剂腐蚀引起的,并且通过在高压和高输送温度下运行的锅炉系统进行了过度注入螯合产品的驱动。建议缓解措施包括监测螯合产品内容和定期检查。
还建议考虑替代螯合剂,尤其是那些提供更环保的特征,例如更容易的生物降解性。