Борьба с коррозией в системах централизованного теплоснабжения

     Первый раз в истории нашей страны массовое коррозийное поражение системы горячего и холодного водоснабжения случилось в 1956-58 годах в Москве. Именно тогда системы ГВС и ХВС семи новых высотных зданий буквально в течение трех лет прокорродировали до сквозных свищей и потребовали полной немедленной замены в полном объеме. Крепко замурованные в стены и штробы стояки и разводки горячей и холодной воды вызывали массовую протечку воды, что вызвало затопление квартир, офисов и административных зданий. Результатом всего этого происшествия стал громкий скандал. Было проведено тщательное расследование, которое и выявило причины.

• Системы горячего и холодного водопроводов были сделаны из черных, неоцинкованных труб.
• Они были изготовлены из некачественного вида кипящих сталей, которые содержали большое количество ликвидных примесей.
• Вода в водопроводе была очень агрессивной, и ее стабилизацию на водопроводных станциях так и не проводили.
• Бойлеры ГВС не содержали терморегуляторов, и температура горячей воды была намного выше требуемых нормами шестидесяти градусов.
• Чей-либо контроль над коррозийными процессами полностью отсутствовал, а рекомендаций по защите от нее не было.

     Результаты этого расследования дали большой толчок научной разработке мер по защите от коррозийных процессов. Под руководством профессора С. Ф. Копьева были определены и реализованы основные комплексы мер и сформирован пакет предложений. Были изучены типы, виды и причины коррозийных поражений систем. Стало происходить известкование водопроводных вод на водопроводных станциях города для ее стабилизации, а также снижения агрессивности. Была произведена замена черных труб на оцинкованные, организован выпуск отечественных оцинкованных труб. До этого момента у нас не было такого производства.
     Результатом работы ученых стало появление методов ингибирования и фильтрационной стабилизации воды с помощью магномассы. Также были изучены и освоены методы вакуумной деаэрации воды, электрокатодной защиты оборудования, заодно были проверены сталестружечные фильтры. Все выводы и предложения получили свое дальнейшее развитие и, в конце концов на их основе были разработаны основы нормативных документов по строительству и эксплуатации систем центрального теплоснабжения.

     Самую важную роль в формировании коррозийных отложений в трубопроводах играют процессы кислородной коррозии. Они протекают в форме электрохимической коррозии, выступая в паре "вода плюс металл". Виды металлов, которые используются при изготовлении труб, содержат в своем составе некоторые примеси. Эти вещества составляют ряд гальванических элементов, которые и обусловливают появление коррозии.
     Те микрочастицы металла, которые исполняют роль анодов, разрушаются и в виде ионов переходят в раствор, в результате этого процесса появляются свищи и каверны. В процессе эксплуатации теплосилового оборудования кислород рассматривается в качестве самого опасного коррозийного агента. Скорость протекания коррозийных процессов в стальных трубах пропорциональна концентрации растворенного кислорода и температуре воды. Интенсивность коррозии оценивается по шкале интенсивности внутренней коррозии. Научными экспериментами было подтверждено, что даже при самом незначительном содержании в воде кислорода, которое определяется емким словом "следы", почти всегда есть термодинамическая вероятность коррозии металла.

     В коррозийных процессах важную функцию выполняют стимуляторы и ингибиторы коррозии, которые содержатся в воде. Хлориды и сульфаты относятся к стимулирующим соединениям, которые ускоряют коррозию. Они взаимодействуют с образовавшимися на поверхности металла оксидными пленками и вытесняют их с последующим замещением в них ионов кислорода. Благодаря этому свойству они хорошо растворяются в воде, что облегчает протекание коррозийного процесса. Те вещества, которые замедляют коррозию, называют ингибиторами, или замедлителями. Они присутствуют в воде и заметно понижают интенсивность электрохимических процессов.

     Если говорить о поверхностных водах, то здесь в качестве ингибиторов выступают нитраты, карбонаты, силикаты щелочных металлов, фосфаты и вещества с органическим происхождением. Процесс оцинковывания труб замедляет коррозийные процессы в 4-5 раз, а также увеличивает срок службы ГВС. Для определения коррозийной активности воды необходимо принять во внимание ряд показателей, в зависимости от их соотношения дается характеристика нагретой воды и производится выбор способа обработки воды с целью защиты централизованного горячего водопровода в закрытых системах ЦТ. Основными способами защиты металла от коррозии является дегазация воды от агрессивных газов, создание защитных пленок на поверхности металла и стабилизационная обработка воды.
     Одним из самых надежных и распространенных методов удаления газов является деаэрация воды из подпиточной воды, которая производится в деаэраторах и декарбонизаторах. Весьма популярными являются барботажные устройства, термические деаэраторы смешивающего типа атмосферного низкого давления, декарбонизаторы и вакуумные деаэраторы. Барботажные устройства и термические деаэраторы устанавливаются в паровых котельных, чтобы обеспечить деаэрацию питательной и подпиточной воды с применением пара.

     Согласно анализу данных химического состава речных вод во многих водах сегодня содержатся взвешенные вещества и органические примеси, чья концентрация может достигать 5000 мг/л. Принимая это во внимание, следует в первую стадию обработки воды перед использованием включать фильтрацию на механических фильтрах и осветлителях. По сухому остатку все воды условно подразделяются на воды с содержанием солей 200 мг/л, 200-500 мг/л и с солесодержанием более 500 мг/л.
     Если для питания систем теплоснабжения используется мягкая вода с небольшим солесодержанием, то накипь и шлам чаще всего не выпадают.
     Если использовать воду средней жесткости, то необходимо создавать тонкую защитную окисно-меловую пленку, которая будет посредством стабилизации или селикатирования надежно предохранять от коррозии. При использовании жесткой воды высок риск обильного накипеобразования и зашламления поверхностей нагрева, трубопроводов, что обычно сопровождается выпадением большого количества накипи, шлама и взвесей. В результате снизится коэффициент теплопередачи металлической стенки котла, что приведет к перерасходу топлива. Качество теплоносителя оказывает большое значение на возможность возникновения коррозии.

     Современные технологические способы доведения воды до нужной степени химического содержания веществ является действенным методом предотвращения потенциальных поломок в системах централизованного теплоснабжения.