Kemijska -poduzeća upotrebljavaju različite izmjenjivače topline-uključujući fiksne-ljuske od cijevi-i-tipove cijevi i tipove ploča-proizvedene od materijala kao što su ugljični čelik i nehrđajući čelik SS304, a svi dijele isti cirkulirajući izvor rashladne vode. Međutim, tijekom održavanja i rastavljanja sustava uočeni su različiti problemi: neki su izmjenjivači topline patili od zaprljanja i naslaga kamenca na pločama cijevi, dok su drugi imali rupičastu koroziju i curenje na pločama. Zašto je isti izvor rashladne vode dao toliko različite rezultate za različite izmjenjivače topline? Analiza podataka o anionima i kationima vode otkriva da problem proizlazi iz neravnoteže u omjeru tih iona. Ova neravnoteža uzrokuje različite fluktuacije u pH i tvrdoći, što dovodi do korozije ili stvaranja kamenca/obraštanja kod određenih izmjenjivača topline. Razlika je u specifičnom omjeru aniona i kationa; svaki od ovih iona igra različite uloge i posjeduje jedinstvena kemijska svojstva. Utvrđivanje je li voda korozivna ili{12}}stvara kamenac zahtijeva procjenu specifičnih svojstava tih iona i njihovih relativnih udjela.
1. Anioni imaju dvostruku ulogu
Uobičajeni anioni u vodi uključuju Cl⁻, SO₄²⁻, HCO3⁻, CO₃²⁻ i OH⁻. Među njima, HCO₃⁻, CO3²⁻ i OH⁻ obično se kombiniraju s kationima kao što su K⁺, Na⁺, Mg²⁺ i Ca²⁺ kako bi se odredila alkalnost i tvrdoća vode. Promjene u koncentracijama ovih iona utječu na pH vode, služeći kao pokazatelj je li voda korozivna ili stvara kamenac-. Posljedično, oni su primarni ioni koji utječu na kemijsku prirodu vode.
2. Sulfatni ioni potiču i koroziju i stvaranje kamenca
SO₄²⁻ je uobičajeni korozivni anion u vodi; povećava električnu vodljivost i može se kombinirati s Ca²⁺ kationima u obliku precipitata CaSO₄ (kalcijevog sulfata), što rezultira stvaranjem kamenca. Nadalje, sulfati služe kao izvor hranjivih tvari za-bakterije prisutne u vodi koje smanjuju sulfat. 3. Kationi imaju višestruke uloge
Primarni kationi u vodi uključuju K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ i Mn²⁺. Među njima, K⁺ i Na⁺ povećavaju električnu vodljivost i povećavaju tendenciju vode prema nestabilnosti; Ca²⁺ i Mg²⁺ povećavaju rizik od stvaranja kamenca i smanjuju učinkovitost prijenosa topline; a Fe³⁺ i Mn⁺ stvaraju koloidni mulj, što dovodi do korozije ispod-naslaga.
Ukratko: analizirajte razine HCO₃⁻, CO3²⁻ i OH⁻ kako biste procijenili kiselost/lužnatost vode; analizirati razine Cl⁻ za procjenu otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika SS304; i analizirajte razine Ca²⁺ i Mg²⁺ kako biste procijenili rizik od stvaranja kamenca u izmjenjivaču topline.
