Soğutma Kulelerinde Birkaç Yıllık Hizmet Sonrası Paslanma ve Delinmenin Nedenleri

 

 

 

 

 

 

I. Çekirdek Korozyon Mekanizması: Elektrokimyasal Korozyon, Paslanma ve Delinme Sürecinde Baskındır

 

 

 

 

 

Soğutma kulelerinin metal bileşenleri (çoğunlukla karbon çeliği ve galvanizli çelik) uzun süre su-hava arayüzü ortamına maruz kalır; burada yüzeyde kolayca çok sayıda mikro galvanik hücre oluşur ve paslanma ve delinmenin temel nedeni olan sürekli elektrokimyasal korozyon tetiklenir.

 

Anot bölgesindeki demir atomları oksidasyon reaksiyonlarına girer ve yavaş yavaş demir iyonlarına (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻) dönüşerek metal matrisin sürekli kaybına neden olur; indirgeme reaksiyonları, sudaki çözünmüş oksijenin elektronlarla birleşerek hidroksit iyonları (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻) oluşturduğu katot bölgesinde meydana gelir ve sürekli olarak korozyon reaksiyonunu tetikler.

 

 

Korozyon reaksiyonuyla üretilen demir hidroksit [Fe(OH)₂], ferrik hidroksite [Fe(OH)₃] daha da oksitlenir ve sonunda gevşek ve gözenekli pas oluşur. Yoğun metal oksit filmlerin aksine pas koruma sağlayamaz; bunun yerine nemi ve oksijeni emerek iç metal katmanın korozyonunu hızlandırır.

 

 

Özellikle suda klorür iyonları mevcut olduğunda, metal yüzeyindeki pasivasyon filmine hızla nüfuz ederek tıkanmış hücreler oluşturur ve yerel oyuk korozyonuna neden olur.

 

 

Çukurlaşma sürekli olarak derinleştikçe, sonunda delikler oluşur ve bu, birçok soğutma kulesinde-kısa vadeli delinmelerin temel tetikleyicisidir.

 

 

 

 

 

 

II. Dört Önemli Hızlandırıcı Faktör: 3-5 Yıl İçinde Hızlı Pas Delinmesinin Anahtarları

 

(1) Dolaşım Suyu Kalitesinin Bozulması Korozyon Oranını Büyük Ölçüde Artırır

 

 

 

 

 

 

Dolaşan su, soğutma kulesi korozyonu için bir "katalizör" görevi görür. Su kalitesinin bozulması metal korozyonunu doğrudan hızlandırır ve hızlandıran en kritik faktördür. Soğutma kulesinin çalışması sırasında suyun sürekli buharlaşması, sudaki klorür iyonları ve sülfat radikalleri gibi tuzların konsantrasyonuna yol açarak su iletkenliğini keskin bir şekilde artırır ve elektrokimyasal korozyon oranını 3 ila 5 kat artırır.

 

 

Bu arada, dolaşan suyun kontrolsüz pH değeri korozyonu şiddetlendirir: pH 6,5'in altında olduğunda su asidiktir ve metal matrisi doğrudan çözer; pH 9'u aştığında kireç kolayca oluşur. Metal yüzeyi kaplayan kireç, -birikim altı korozyonuna neden olur, yerel oksijen konsantrasyonu farklılıkları yaratır ve paslanmayı hızlandırır.

 

 

 

 

 

Ek olarak, soğutma kulelerinin püskürtme ve havalandırma işlemi, sudaki çözünmüş oksijeni (genellikle 8-10 mg/L) doyurur, katot reaksiyonunu sürekli olarak güçlendirir ve devam eden korozyonu teşvik eder. Sudaki bakteri ve algler gibi mikroorganizmalar biyofilmler oluşturur ve bunların metabolizması hidrojen sülfit gibi asidik maddeler üretir, bu da metal yüzeyindeki pasivasyon filmine daha fazla zarar verir ve yerel korozyonu yoğunlaştırır.

 

 

 

(2) Korozyon Önleyici Kaplamaların Erken Arızası-Metalleri Koruyucu Bariyerlerden Yoksun Bırakır

 

 

 

 

Soğutma kulesi metal bileşenlerindeki-korozyon önleyici kaplamalar, korozyona karşı ilk savunma hattı görevi görür. Erken kaplama arızası, metalleri doğrudan aşındırıcı ortamlara maruz bırakarak hızlı paslanmaya yol açar.

 

Kaplama arızası temel olarak üç durumdan kaynaklanmaktadır: birincisi, inşaat kusurları - kurulum sırasında, birçok soğutma kulesinin metal yüzeyindeki pas giderme işlemi tamamlanmamıştır (Sa2.5 standardını karşılamamaktadır), bu da kaplamalar ve metal matrisler arasında zayıf yapışmaya ve ardından çatlama ve soyulmaya neden olmaktadır; ikincisi, çevresel hasar – ultraviyole radyasyon, günlük sıcaklık değişimleri, su akışının aşınması ve açık hava ortamlarındaki toz aşınması- kaplamaları kademeli olarak yaşlandırır ve çatlar, bu da korumalarını geçersiz kılar;

 

 

üçüncüsü, yapısal boşluklar – kaplamalar, su ve tozun biriktiği, pasın ilk önce ve yavaş yavaş nüfuz ettiği korozyonun "felaket alanları" haline geldiği kaynaklara, flanşlara ve bileşen bağlantılarına eşit şekilde uygulanamaz.

 

 

 

(3) Malzeme Seçimi ve Yapısındaki Doğal Eksiklikler Korozyon Direncini Zayıflatır

 

 

Yanlış malzeme seçimi, soğutma kulelerinin-kısa süreli paslanmasına yol açan önemli bir faktördür. Maliyetleri azaltmak amacıyla birçok üretici, kule gövdeleri, destekler ve diğer bileşenler için, özellikle yüksek-korozyon oranlarına sahip yüksek tuzlu veya asitli su ortamlarında zayıf korozyon direncine sahip olan sıradan karbon çeliği veya galvanizli çelik kullanır.

 

Yetersiz galvaniz tabaka kalınlığı ve standartların altındaki galvanizleme işlemleri, galvaniz tabakaların hızla aşınmasına, soyulmasına ve koruyucu etkisinin kaybolmasına neden olur. Bu arada, bileşen bağlantı noktalarındaki aşırı boşluklar ve zayıf drenaj gibi mantıksız soğutma kulesi yapısal tasarımı, uzun-süreli su birikmesine ve yerel aşındırıcı ortamlara yol açar. Kulenin rüzgara bakan tarafının yanlış tasarımı türbülanslı hava akışına neden olur, su buharının metaller üzerinde aşınmasını hızlandırır ve korozyonu kötüleştirir.

 

 

 

(4) Yetersiz İşletme ve Bakım Yönetimi Korozyonu Ağırlaştırıyor

 

 

 

Birçok kullanıcı, soğutma kulelerinin günlük işletimini ve bakımını ihmal ederek, korozyon sorunlarını tespit edilmeden ve kontrolsüz bırakarak, sonunda hızla delinmeye dönüşmektedir.

 

Yaygın bakım eksiklikleri arasında şunlar yer alır: dolaşımdaki su kalitesinin düzenli olarak test edilmemesi ve korozyon önleyicilerin ve kireç önleyicilerin zamanında eklenmemesi, bunun da kalıcı su kalitesinde bozulmaya yol açması;

 

kule içindeki kireç, biyofilm ve döküntülerin düzenli olarak temizlenememesi, yerel korozyonun yoğunlaşması; korozyon önleyici kaplamaların düzenli olarak-incelenmemesi ve çatlakların ve soyulmaların zamanında onarılmaması, metallerin sürekli olarak açığa çıkması;

 

kışın antifriz önlemlerinin alınmaması, donma{0}}çözülme döngüleri nedeniyle metal bileşenlerde çatlaklara neden olur ve korozyon için kırılma noktaları haline gelir.

 

 

 

III. Çözüm

 

 

Soğutma kulelerinde birkaç yıl hizmet verdikten sonra paslanma ve delinme tek bir faktörden kaynaklanmaz; çekirdekteki elektrokimyasal korozyon ile birlikte uzun-su kalitesindeki bozulma, kaplama arızası, malzeme ve yapısal kusurlar ile yetersiz işletme ve bakımın üst üste binmesinin birleşiminden kaynaklanır.

 

 

Soğutma kulelerinin hizmet ömrünü uzatmak için çabaların kaynağından başlaması gerekir: korozyona- oldukça dirençli malzemelerin seçilmesi, korozyon önleyici- kaplama yapısının standartlaştırılması, dolaşımdaki su kalite kontrolünün güçlendirilmesi, günlük işletme ve bakım denetimlerinin gerçekleştirilmesi ve gizli korozyon risklerinin zamanında ele alınması. Ancak bu şekilde korozyon hızları etkili bir şekilde yavaşlatılabilir ve erken paslanma ve delinme önlenebilir.