Inhibitory do konserwacji układów wody chłodzącej – przegląd rozwiązań

Woda używana w instalacjach przemysłowych musi mieć odpowiednie parametry niezbędne do ich prawidłowego funkcjonowania. Dla zapewnienia pełnej sprawności układów, w których jest wykorzystywana, w wielu przypadkach musi być wzbogacana preparatami ułatwiającymi konserwację wszystkich elementów. Inhibitory dodawane do wody pozwalają na wyeliminowanie głównych problemów, jakie mogą powodować rozpuszczone w niej substancje.

Jakie są wymagania co do jakości wody do układów chłodzących?

Procesy technologiczne stosowane w przemyśle często wiążą się ze zwiększoną emisją ciepła, które musi być odprowadzane, tak by zapewnić sprawne działanie maszyn i urządzeń lub stwarzać odpowiednie warunki umożliwiające przeprowadzenie rozmaitych reakcji czy etapów przygotowania materiałów albo ich obróbki. Wykorzystanie wody w układach chłodzących jest w większości przypadków optymalnym wyborem, ponieważ dość efektywnie odbiera ona ciepło, a przy tym jest stosunkowo łatwo dostępna, a technologie jej użytkowania nieskomplikowane i niedrogie w eksploatacji. Niestety jej właściwości – m.in. to, że jest dobrym rozpuszczalnikiem dla różnego rodzaju substancji sprawiają, że użytkowanie układów wody chłodzącej wymaga zabiegów konserwacyjnych. Pozwalają one na wyeliminowanie największych zagrożeń dla działania instalacji wodnych – tworzących się w nich zanieczyszczeń mikrobiologicznych i korozji, a także ułatwiają walkę z kamieniem kotłowym. Warto pamiętać, że jedną z najskuteczniejszych form walki z niekorzystnymi zjawiskami zagrażającymi instalacjom wodnym jest prawidłowa filtracja umożliwiająca lepsze dostosowanie jej parametrów do potrzeb konkretnego zastosowania – zauważa przedstawiciel firmy Global Concepts 2000, specjalizującej się w systemach uzdatniania wody oraz preparatach do jej dezynfekcji i środkach do konserwacji instalacji wodnych.

Woda jest wykorzystywana w działalności przemysłowej bardzo szeroko, będąc używaną zarówno do mycia i czyszczenia, jak i w charakterze rozpuszczalnika czy ważnego surowca będącego składnikiem gotowego produktu lub czynnikiem pozwalającym na zajście określonej reakcji. Ważne są też jej zastosowania chłodnicze. W każdym ze sposobów użytkowania wody do jej efektywnego stosowania niezbędne jest korzystanie z odpowiednich instalacji umożliwiających jej pobór, uzdatnienie, gromadzenie i przesył do miejsca, w którym jest niezbędna, a następnie jej oczyszczenie i ponowne użycie lub odprowadzenie. W zależności od branży oraz sposoby wykorzystania wody musi ona być przygotowana tak, by spełniała określone wymagania. W przypadku wody używanej w przemyśle spożywczym, zwłaszcza do produkcji żywności kryteria będą najostrzejsze i obejmą najszerszy zakres parametrów, woda używana w obiegach grzewczych czy chłodniczych zwykle musi spełniać mniej wyśrubowane normy.

Przy wodzie chłodniczej kluczowa jest wartość takich parametrów jak twardość wody, związana z zawartością węglanów, których obecność przekłada się na szybkość powstawania i osadzania się kamienia kotłowego, a także jej pH oraz zawartość soli. Woda do celów przemysłowych powinna być wzbogacana preparatami, które poprawiają jej właściwości oraz zapobiegają niekorzystnym zjawiskom – powstawaniu ognisk korozji, która jest szczególnie groźna ze względu na to, że większość instalacji wodnych jest wykonana z różnych rodzajów metalu, jak również osadzaniu się kamienia, a także rozwojowi biofilmu. Wśród dostępnych preparatów można wiec znaleźć zarówno inhibitory korozji, jak i stabilizatory twardości, antyskalanty, środki dyspergujące, które chronią przed powstawaniem osadów cząsteczek zawieszonych w wodzie przez takie przekształcenie ich potencjału elektrycznego, by nie łączyły się w większe skupiska, jak również biocydy.

Które czynniki stanowią największe zagrożenie dla układów wody chłodzącej?

Jednym z największych problemów związanych z eksploatacją instalacji wodnych jest pojawianie się w nich ognisk korozji. Utlenianie metali wiąże się z obecnością w wodzie zwiększonej zawartości tlenków żelaza Fe2O3, które sprzyjają tworzeniu się osadów. Problemem są także większe odspajające się fragmenty metalu, które przy braku odpowiedniej filtracji mogą uszkadzać pompy czy prowadzić do zmniejszania drożności rur. Czynnikami, które sprzyjają rozwojowi rdzy, jest bardzo wysokie lub bardzo niskie pH, duża zawartość tlenu, występująca najczęściej w układach otwartych, gdzie woda ma kontakt z powietrzem atmosferycznym, jak również znaczna zawartość jonów chlorkowych, siarczanowych. Jony chlorkowe i siarczanowe są czynnikami znacznie przyspieszającymi korozję wżerową, a także niszczą warstwy pasywacyjne stali nierdzewnej i ocynkowanej. Destrukcyjny wpływ na stan instalacji mają związki amonowe, które prowadzą do zwiększania alkaliczności wody, a tym samym niszczą warstwę ocynku na stali poddanej galwanizacji. Sposobem na walkę z korozją jest podawanie substancji będących inhibitorami korozji do układów wody chłodzącej, którymi mogą być choćby polifosforany, polimery organiczne oraz związki fosfoniowe. Dzięki związkom tego rodzaju można zapobiec uszkodzeniom instalacji – rur, zbiorników, zaworów i pomp obiegowych.

Kolejnym problemem jest osadzenie się w instalacji kamienia kotłowego. Wiąże się ono ze znacznym pogorszeniem odbioru ciepła, ale też podobnie jak w przypadku korozji zaburzeniami przepływu, pogorszeniem pracy zaworów, pomp, a także gromadzeniem się  kamienia na filtrach, co znacznie skraca czas ich eksploatacji. Powstawanie kamienia łączy się z wysoką zawartością nierozpuszczalnych w wodzie węglanu wapnia (CaCO3) oraz węglanu magnezu (MgCO3) oraz wodorotlenku magnezu (Mg(OH)2), wytrącających się z wodorowęglanu magnezu Mg(HCO3)2 oraz wodorowęglanu wapnia Ca(HCO3)2.

Poważnym źródłem zagrożeń jest też powstawanie w instalacjach tzw. biofilmu. Jest to rodzaj błony biologicznej, która tworzy się ze znajdujących się w niej mikroorganizmów. Składają się na nią przede wszystkim różne szczepy bakterii bytujących w wodzie w tym m.in. niebezpieczne pałeczki Legionelli powodujące chorobę Legionistów, pierwotniaki czy niektóre gatunki glonów. Wspólnie tworzą one symbiotyczne skupiska, które otaczają się barierą śluzu, tzw. pozakomórkowej substancji polimerycznej (Extracellular Polymeric Substances, EPS), która stanowi dla nich otoczkę ochronną. Poza groźbą zakażenia toksynami produkowanymi przez kolonie drobnoustrojów oraz uwalniane przez nie formy przetrwalnikowe bakterii unoszące się w wodzie podstawowym problemem związanym z biofilmem jest to, że tak jak kamień czy korozja ogranicza on wymianę ciepła między wodą a ściankami rur. Sposobem na walkę z błonami biologicznymi jest stosowanie odpowiednich biocydów. Niszczą one nie tylko same kolonie, ale również formy przetrwalnikowe znajdujące się w wodzie. Stosowane są zarówno biocydy o działaniu utleniającym, które dają szybsze efekty, jednak wiążą się z powstawaniem potencjalnie szkodliwych związków w znacznym nagromadzeniu, jak i biocydy nieutleniające. Substancje z tej grupy działają wprawdzie wolniej, jednak nie stanowią zagrożenia i nie zmieniają znacząco składu wody.

Substancje stosowane do konserwacji układów wody chłodzącej

Istnieje wiele substancji umożliwiających efektywną konserwację układów chłodzenia przemysłowego, które działają antykorozyjnie, usuwają kamień kotłowy i minimalizują ryzyko jego powstawania, zmniejszają zasolenie wody, redukują niebezpieczeństwo tworzenia się osadów, a także walczą z biofilmem. Wśród produktów oferowanych przez czołowego dostawcę środków tego rodzaju – firmę Global Concepts 2000 Polska – można znaleźć szeroką gamę preparatów dopasowanych do różnych potrzeb, zagrożeń i typów instalacji.

ESC R 23L jest przeznaczony do użytku w układach zamkniętych wody kotłowej i chłodzącej. Działa rozpraszająco zapobiegając powstawaniu osadów, a także przyczynia się do ochrony antykorozyjnej, regulując pH. Ułatwia pozbywanie się zanieczyszczeń przy spuszczaniu wody z instalacji.

ESC R 26L to inhibitor korozji, który może być używany w układach zamkniętych wody gorącej i zimnej. Jest przeznaczony do systemów wykonanych z aluminium. Wpływa także na wartość pH, a ponadto działa rozpraszająco na gromadzące się osady.

ESC CW 724L jest przeznaczony do stosowania w układach otwartych, działając jako inhibitor korozji oraz środek zapobiegający powstawaniu i odkładaniu się kamienia kotłowego. Preparat działa pasywacyjnie, a także pomaga w usuwaniu osadów i reguluje pH. Jest również stabilizatorem twardości wody.

ESC CW 874L to inhibitor kamienia oraz korozji w układach chłodniczych i przemysłowych obiegach wodnych. Zachowuje stabilność zarówno w obecności biocydów utleniających, jak i nieulteniających. Działa pasywacyjnie i ma niską toksyczność.

ESC CW 927L jest preparatem przeznaczonym do otwartych układów chłodzenia, będącym inhibitorem korozji oraz zabezpieczeniem przed gromadzeniem się osadów. Ułatwia pozbywanie się soli.

Envirocool ESCORR 288 to środek, który jest opracowany dla instalacji zawierających elementy z mosiądzu oraz miedzi, w których korzysta się z wody o średniej i małej twardości. Działa jako inhibitor korozji oraz preparat do pozbywania się osadów, przeciwdziałając powstawaniu kamienia kotłowego.

ESC 275 jest przeznaczony do instalacji zawierających elementy mosiężne i miedziane, w których używa się wody o wysokiej i średniej twardości. Chroni przed korozją i gromadzeniem się osadów w układach zamkniętych.  Ma działanie pasywacyjne i może być używany z biocydami.

ESC 860 jest środkiem chroniącym przed korozją galwaniczną, tlenową i kwasową, a także kamieniem kotłowym i powstawaniem osadu w instalacjach ciśnieniowych do 12 MPa pracujących w wysokich temperaturach. Reguluje pH oraz pomaga w usuwaniu istniejących osadów.

ESC 875 może być stosowany w zamkniętych i otwartych instalacjach chłodniczych. Działa jako inhibitor korozji, a także pomaga w przeciwdziałaniu pojawianiu się kamienia kotłowego. Może być używany w wysokich temperaturach. Może być stosowany z biocydami utleniającymi i nieutleniającymi.

ESC 877 gwarantuje skuteczną ochronę w instalacjach wszystkich rodzajów, zarówno zamkniętych, jak i otwartych. Ma działanie przeciwkorozyjne, jest także inhibitorem kamienia kotłowego. Ogranicza tworzenie się osadów i pomaga w pozbywaniu się ich.

ESC 900 nadaje się do użytku w zamkniętych i otwartych instalacjach chłodniczych. Ma działanie hamujące korozję oraz zapobiegające powstawaniu kamienia kotłowego. Zapewnia wysoką efektywność w wysokich temperaturach. Nadaje się do instalacji z wodą twardą i średniotwardą. Można go stosować z biocydami utleniającymi i nieutleniającymi.

ESC 2400 jest preparatem przeznaczonym do zamkniętych układów chłodniczych i grzewczych. Działa jako inhibitor korozji oraz ułatwia wypłukiwanie osadów. Nadaje się do instalacji z elementami wykonanymi z miedzi i jej stopów.