Una guida pratica alla manutenzione degli impianti ad acqua di raffreddamento: dosaggio dei biocidi, analisi dei campioni di corrosione e ottimizzazione dello spurgo

Technical analysis: Cooling water treatment: biocide dosing, corrosion coupon analysis, and blowdown optimization

Una guida pratica alla manutenzione degli impianti ad acqua di raffreddamento: dosaggio dei biocidi, analisi dei campioni di corrosione e ottimizzazione dello spurgo

1. Ambito e scopo

Questo manuale tecnico copre le procedure di manutenzione per i sistemi di raffreddamento a circolazione chiusi e aperti delle imprese industriali in conformità con gli standard ISO 9001, EN 13445 e DSTU B V.2.5-35:2007. È destinato a ingegneri dell'affidabilità, meccanici e operatori del trattamento dell'acqua che sono responsabili della prevenzione della corrosione, della formazione di incrostazioni e del biofouling sulle apparecchiature di scambio di calore (scambiatori di calore a fascio tubiero, torri di raffreddamento, condensatori).

La manutenzione viene eseguita nel caso di manutenzione programmata (settimanale, mensile e trimestrale), nonché straordinaria quando il coefficiente di scambio termico diminuisce di oltre il 15% o quando la caduta di pressione sugli scambiatori di calore aumenta oltre 0,8 bar.

2. Misure di sicurezza

AVVERTENZA DI PERICOLO!
  • Pericolo chimico: I biocidi e gli inibitori della corrosione sono sostanze tossiche e irritanti. Assicurati di utilizzare un grembiule di gomma resistente agli acidi, guanti di gomma (nitrile o neoprene), occhiali di sicurezza e una visiera completa secondo EN 166.
  • Lockout/Tagout (LOTO): prima di qualsiasi intervento su pompe dosatrici, linee di spurgo o rimozione di campioni di corrosione, spegnere l'alimentazione agli attuatori, chiudere le valvole di intercettazione e posizionare i cartelli "NON OPERARE. Persone al lavoro" (ISO 3864 standard).
  • Pressurizzazione: prima di smontare i gruppi di campionamento o le celle di montaggio dei coupon, depressurizzare il sistema a 0 bar e verificare che non vi sia pressione residua sul manometro.

3. Strumenti e materiali necessari

Il nome dello strumento/materialeSpecifica tecnicaQuantità
Fotocolorimetro digitale/pHmetroIntervallo pH 0-14, precisione ±0,011 pz.
Bilance da laboratorioPrecisione di pesata fino a 0,1 mg1 pz.
Chiave dinamometricaLa gamma è 10-50 Nm1 pz.
Un set di tasti combinatiDimensioni 10-32mm1 set
Multimetro digitale CAT III 600V (per testare pompe dosatrici)1 pz.
Nastro in teflon (FUM)Spessore 0,1 mm, larghezza 12 mm2 rotoli
Tagliandi corrosiviAcciaio St.3 / Acciaio inossidabile 1.4404 / OttonePer il numero di punti
Dispositivi di protezione individualeGOST EN 166, DSTU EN 374Impostato

4. Lista di controllo prima della manutenzione

Controlla elementoCosa controllareCriteri di accettazione/rifiutoNote
Pompe dosatriciL'integrità delle membrane, l'assenza di perditeNessuna perdita chimica, pressione in linea 3,5 - 5,0 barControllare la tenuta delle giunzioni dei tubi in PVC
Sensori di pH e conducibilitàCalibrazione e pulizia del vetroL'errore di calibrazione è inferiore al 2%. Assenza di depositiUtilizzare soluzioni tampone pH 4.01, 7.01
Un nodo di tagliandi di corrosioneL'integrità dei sigilli, le condizioni del titolareL'assenza di corrosione del filo, la presenza di guarnizioni fluoroplasticheLa coppia di serraggio della flangia non è superiore a 25 Nm
Valvola di spurgoManutenzione dell'azionamento elettrico/pneumaticoTempo di apertura/chiusura inferiore a 5 secondi, ermetico in posizione chiusaControllare il segnale dal conduttimetro

5. Procedura di assistenza dettagliata

  1. Preparazione del sistema e dell'apparecchiatura di dosaggio
    1. Mettere le pompe dosatrici di biocida e inibitore in modalità manuale (Manuale) sul pannello di controllo (PLC).
    2. Spurgare la linea di aspirazione del dispenser per rimuovere i blocchi d'aria. La pressione di esercizio nella linea di alimentazione del reagente deve essere 4,0 ± 0,5 bar.
    3. Errore tipico: iniziare il dosaggio con la valvola di uscita chiusa provoca un colpo d'ariete e la rottura della membrana della pompa dosatrice.
  2. Controllo e ottimizzazione del dosaggio dei biocidi
    1. Prelevare un campione di acqua dal punto successivo al refrigeratore per l'analisi della conta microbica totale (TBC) e della presenza di batteri solfato-riduttori (SRB).
    2. In base ai risultati dell'analisi, adeguare il dosaggio del biocida shock. La concentrazione di cloro attivo libero o isotiazolinoni nel sistema deve essere mantenuta al livello di 0,5 - 1,5 mg/l per 4 ore.
    3. Controllare il funzionamento del timer di dosaggio ciclico (frequenza consigliata: 2 volte a settimana per sistemi aperti).
  3. Smontaggio e analisi dei tagliandi di corrosione
    1. Chiudere le valvole di arresto sulla linea di bypass del supporto dei tagliandi di corrosione. Scaricare completamente la pressione residua attraverso la valvola di scarico.
    2. Rimuovere il porta coupon utilizzando una chiave combinata da 19 mm. Correggere il momento dello svitamento.
    3. Rimuovere i coupon, sciacquarli con acqua distillata, asciugarli con carta da filtro e confezionarli in sacchetti sottovuoto con gel di silice per un'ulteriore pesatura su bilancia da laboratorio con una precisione di 0,1 mg.
    4. Calcolare la velocità di corrosione ($CR$) utilizzando la formula: $CR = (87,6 imes W) / (D imes A imes T)$, dove $W$ è la perdita di massa (mg), $D$ è la densità del metallo (g/cm³), $A$ è l'area superficiale (cm²), $T$ è il tempo di esposizione (h). Tasso di corrosione ammissibile per l'acciaio al carbonio: inferiore a 0,1 mm/anno.
    5. Errore tipico: toccare i tagliandi puliti a mani nude prima della pesatura lascia segni untuosi che distorcono i risultati dell'analisi della perdita di peso.
  4. Ottimizzazione e regolazione del sistema di spurgo
    1. Misura la conduttività elettrica dell'acqua circolante utilizzando un conduttimetro portatile. Il valore massimo consentito della conduttività elettrica (coefficiente di evaporazione $K = 3 - 4$) è solitamente di 2500 - 3500 μS/cm a seconda della qualità dell'acqua di alimentazione.
    2. Programmare il controller di spurgo per mantenere una determinata soglia di salinità.
    3. Controllare la capacità di flusso dell'elettrovalvola di spurgo. Il tempo di apertura della valvola è regolato in base all'analisi di laboratorio degli ioni di cloro ($Cl^-$).
    4. Stringere i bulloni dei collegamenti flangiati della linea di spurgo con una chiave dinamometrica ad un valore di 22 Nm. Controllare visivamente la tenuta ad una pressione di esercizio di 3,0 bar.

6. Lista di controllo dopo il completamento del lavoro

Prova/VerificaRisultato attesoRisultato realeStato (superato/fallito)
Controllo della tenuta della reteNessuna perdita di acqua e prodotti chimici a 5,0 bar
I distributori funzionano in modalità automaticaUn segnale proveniente dal flussometro di alimentazione attiva i dosatori
Stabilità degli indicatori di pHIl valore del pH è compreso tra 7,5 e 8,5
Livello di spurgoConduttività elettrica inferiore a 3000 μS/cm

7. Ricerca e risoluzione dei problemi

SintomoProbabile natura del malfunzionamentoAzione correttiva
Elevato tasso di corrosione (> 0,12 mm/anno)Bassa concentrazione di inibitori di corrosione o pH basso (< 7,0)Controllare la fornitura dell'inibitore, aumentare il dosaggio della soda caustica per stabilizzare il pH
Biofouling intensivo (melma nella torre di raffreddamento)Efficacia insufficiente del biocida, resistenza dei batteriModificare il tipo di biocida (alternanza di reagenti ossidanti e non ossidanti), effettuare trattamento biocida shock
Formazione di incrostazioni sugli scambiatori di caloreEvaporazione eccessiva dell'acqua, malfunzionamento della valvola di spurgoRidurre il ciclo di evaporazione, calibrare il sensore di conducibilità, sbloccare la valvola di spurgo
La pompa dosatrice non pompa il reagenteAerazione della testata della pompa o intasamento della valvola di ritegnoAprire la valvola di disaerazione dell'aria sulla testa della pompa, sciacquare la valvola di non ritorno in una soluzione debole di acido cloridrico

8. Programma di manutenzione consigliato

CompitoFrequenzaDurata stimataLivello di qualificazione
Misura di pH, conducibilità, cloro residuoOgni giorno15 minutiOperatore installatore
Controllo del consumo dei reagenti e della presenza di sedimentiOgni settimana30 minutiTecnico di servizio
Analisi dei campioni di corrosione e sostituzione dei reagentiOgni mese2 oreIngegnere meccanico
Lavaggio completo dell'impianto e disinfezione con biocidaOgni 6 mesi8 oreSquadra di manutenzione

9. Elenco dei pezzi di ricambio

Descrizione della parteSpecifica tipicaCategoria UNITEC
Pompa dosatrice a membranaQ = 10 l/h, P = 10 bar, PVDF/PTFEAttrezzature di pompaggio e distributori
Elettrovalvola elettromagneticaDu 25, PN 16, 230 V CA, guarnizione FKMRaccordi di intercettazione e regolazione
Sensore di conducibilità (conduttimetro)0 - 20.000 μS/cm, uscita 4-20 mADispositivi di controllo e misurazione (KVP)
Una serie di tagliandi di corrosioneArt.3/1.4404, misura 75x12,5x1,5 mmMateriali di consumo per laboratori
Valvola di ritegno dell'erogatoreCorpo in PVC, molla in HastelloyComponenti della pipeline

Per ordinare i pezzi di ricambio e i materiali di consumo necessari per i sistemi di raffreddamento, visitare il catalogo elettronico UNITEC-D.

10. Collegamenti

  • ISO 9001: Sistemi di gestione della qualità. Requisiti
  • EN 13445: i recipienti a pressione non sono saldati.
  • DSTU B V.2.5-35:2007: Approvvigionamento idrico e fognario. Reti e strutture esterne.
  • ISO 3864: simboli grafici. Colori di sicurezza e segnaletica di sicurezza.
  • Manuali tecnici OEM per torri di raffreddamento industriali e scambiatori di calore.

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