Isı eşanjörlerinde korozyonun sebepleri nelerdir?
Kimyasal üretiminde yaygın olarak kullanılan ve önemli rol oynayan ısı değiştiricilerin pek çok çeşidi bulunmaktadır. Birçok endüstriyel sektörde yaygın olarak kullanılan ekipmanlardır. Isı eşanjörlerinin kullanımı sırasında sıklıkla korozyon meydana gelir. Bu durumun nedenleri nelerdir? Aşağıda kısa bir giriş bulunmaktadır.
1. Isı eşanjörleri için malzeme seçimi: Hangi malzemenin kullanılacağını belirleyen faktör ekonomikliğidir. Boru malzemeleri arasında paslanmaz çelik, bakır nikel alaşımı, nikel bazlı alaşım, titanyum ve zirkonyum vb. yer alır. Sanayide kullanılamayacakları durumlar dışında kaynaklı borular kullanılır. Korozyona dayanıklı malzemeler yalnızca boru tarafı için kullanılır ve kabuk tarafı için karbon çeliği kullanılır.
2. Isı eşanjörlerinin metal korozyonu
1) Metal korozyonu prensibi: Metal korozyonu, çevredeki ortamın kimyasal veya elektrokimyasal etkisi altında ve sıklıkla fiziksel, mekanik veya biyolojik faktörlerin birleşik etkisi altında metallerin tahrip edilmesi anlamına gelir; çevrelerinin etkisi.
2) Isı eşanjörlerinde yaygın olarak görülen çeşitli korozyon hasarı türleri:
A. Düzgün korozyon: Ortama maruz kalan yüzeyin tamamında veya geniş bir alanda meydana gelen makroskobik düzgün korozyon hasarına düzgün korozyon denir.
B. Temas korozyonu: Farklı potansiyellere sahip iki metal veya alaşım birbiriyle temas eder ve bir elektrolit çözeltisine daldırılarak aralarında akımın akmasına neden olur. Pozitif potansiyele sahip metalin korozyon hızı azalırken, negatif potansiyele sahip metalin korozyon hızı artar.
C. Seçici korozyon: Bir alaşımdaki belirli bir elementin korozyon nedeniyle tercihen ortama girmesi olgusuna seçici korozyon denir.
D. Gözenek korozyonu: Metal yüzeyinde tek tek küçük noktalarda yoğunlaşan ve daha büyük derinliğe sahip korozyona, küçük delik korozyonu veya oyuklanma korozyonu olarak da bilinen çukurlaşma korozyonu denir.
e. Boşluk korozyonu: Metal yüzeylerin boşluklarında ve kapalı alanlarında şiddetli boşluk korozyonu meydana gelir.
F. Erozyon korozyonu: Erozyon korozyonu, ortam ile metal yüzey arasındaki bağıl hareket nedeniyle korozyon sürecini hızlandıran bir korozyon türüdür.
G. Taneler arası korozyon: Tanecikler arası korozyon, tercihen metallerin veya alaşımların tanecik sınırlarını ve bitişik alanlarını aşındıran bir korozyon türüdür, taneciklerin korozyonu ise nispeten küçüktür.
H. Gerilmeli korozyon çatlaması (SCC) ve korozyon yorulması SCC, belirli bir metal dielektrik sistemdeki korozyon ve çekme geriliminin birleşik etkisinin neden olduğu malzeme kırılmalarıdır.
Ben. Hidrojen hasarı: Elektrolit çözeltisindeki metal, korozyon, asitle yıkama, katodik koruma veya elektrokaplama nedeniyle hidrojen nüfuzunun neden olduğu hasara maruz kalabilir.
3. Soğutma ortamının metal korozyonuna etkisi, endüstride en yaygın kullanılan soğutma ortamı çeşitli doğal sulardır. Ana faktörler ve bunların yaygın olarak kullanılan birkaç metal üzerindeki etkileri de dahil olmak üzere, metal korozyonunu etkileyen birçok faktör vardır:
1) Çözünmüş oksijen: Sudaki çözünmüş oksijen, katodik sürece katılan bir oksidandır, dolayısıyla genellikle korozyonu teşvik eder. Sudaki oksijen konsantrasyonu eşit olmadığında, yerel korozyona neden olan bir oksijen konsantrasyon hücresi oluşacaktır. Karbon çeliği, düşük alaşımlı çelik, bakır alaşımı ve belirli paslanmaz çelik sınıfları için çözünmüş oksijen, bunların sudaki korozyon davranışlarını etkileyen en önemli faktördür.
2) Diğer çözünmüş gazlar: Suda oksijen olmadığında CO2 bakır ve çeliğin korozyonuna neden olur, ancak alüminyumun korozyonunu desteklemez. Eser miktarda amonyak bakır alaşımlarını aşındırır, ancak alüminyum ve çelik üzerinde hiçbir etkisi yoktur. H2S bakır ve çeliğin korozyonunu teşvik eder ancak alüminyum üzerinde etkisi yoktur. SO2 suyun pH değerini düşürür ve metallere karşı aşındırıcılığını arttırır.
3) Sertlik: Genel olarak tatlı suyun sertliğinin artması bakır, çinko, kurşun, çelik gibi metallerin korozyonunu azaltır. Çok yumuşak suyun aşındırıcılığı yüksektir ve bu tür sularda bakır, kurşun ve çinko kullanılmamalıdır. Aksine kurşun yumuşak suda korozyona dayanıklıdır ve yüksek sertlikte suda oyuklanma korozyonu oluşturur.
4) PH değeri: Çelik suda pH>11 olduğunda daha az, pH
5) İyonların etkisi: Klorür iyonları, paslanmaz çelik gibi pasifleştirilmiş metallerin yüzeyine zarar vererek oyuklanma korozyonuna veya SCC'ye neden olabilir.
6) Kirecin etkisi: Tatlı sudaki CaCO3 ölçeği. CaCO3 tortu tabakası ısı transferine elverişli değildir ancak korozyonu önlemede faydalıdır.
4. Isı transfer sürecinin korozyona etkisi: Metallerin korozyon davranışı, ısı transferi olan ve ısı transferi olmayan koşullar altında farklıdır. Genel olarak konuşursak, ısı transferi, özellikle kaynama, buharlaşma veya aşırı ısınma koşulları altında metallerin korozyonunu şiddetlendirir. Isı transferinin etkisi farklı ortamlarda veya farklı metaller için farklılık gösterir.
5. Korozyon önleme yöntemleri: Isı eşanjörlerindeki çeşitli korozyonun nedenlerini bilmek ve uygun korozyon önleyici önlemleri seçmek, ekipmanın verimli kullanılması hedefine ulaşabilir.