Manuale di manutenzione del sistema dell'acqua di raffreddamento: dosaggio dei biocidi, analisi dei coupon di corrosione e ottimizzazione dello spurgo

1. Ambito e scopo

Questo manuale copre le procedure di manutenzione critica per i sistemi di raffreddamento a circolazione aperta utilizzati in ambienti industriali, tra cui l'industria automobilistica, chimica, alimentare ed energetica. L’obiettivo è prevenire il biofouling, ridurre al minimo la corrosione e ottimizzare l’efficienza nell’uso dell’acqua attraverso il controllo dello spurgo. La corretta applicazione di queste procedure è obbligatoria per garantire il funzionamento affidabile dell'apparecchiatura, prolungarne la durata e mantenere l'efficienza dello scambio termico. La manutenzione deve essere eseguita regolarmente secondo il programma, nonché quando vengono rilevate deviazioni nei parametri dell'acqua.

2. Precauzioni

ATTENZIONE: Lavorare con prodotti chimici e sistemi sotto pressione richiede il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza. In caso contrario, potrebbero verificarsi gravi lesioni personali o danni alle apparecchiature.

PROTEZIONE PERSONALE: assicurarsi di indossare occhiali di sicurezza, guanti resistenti agli agenti chimici (ad esempio, nitrile o neoprene), indumenti protettivi e, se necessario, protezione respiratoria secondo le schede tecniche di sicurezza dei materiali (MSDS) per tutti i reagenti.

BLOCCO/TAGOUT: Prima di intervenire su pompe, valvole o componenti elettrici del sistema di raffreddamento dell'acqua, assicurarsi che le fonti di energia siano isolate e bloccate/tagout in conformità con le procedure di sicurezza aziendali (DSTU EN 1037:2004).

SICUREZZA CHIMICA: Aggiungi sempre i prodotti chimici lentamente e con attenzione per evitare schizzi. Tieni a portata di mano docce di emergenza e postazioni per il lavaggio degli occhi. Conservare i prodotti chimici secondo le raccomandazioni del produttore, lontano da materiali incompatibili.

3. Strumenti e materiali necessari

4. Lista di controllo prima di iniziare la manutenzione

5. Procedura passo passo

5.1. Dosaggio dei biocidi

1. Preparazione e calcolo della dose:
   • Determinare il volume totale del sistema dell'acqua di raffreddamento (torre di raffreddamento, tubazioni, scambiatori di calore). Queste informazioni sono solitamente disponibili nella documentazione tecnica del sistema.
   • Calcolare la quantità necessaria di biocida per il dosaggio shock in base alle raccomandazioni del produttore e allo stato attuale del sistema (sulla base dell'analisi microbiologica). Per i biocidi inorganici può essere 50-200 ppm, per i biocidi ossidativi - 1-5 ppm di cloro libero. Errore: sottovalutare le dimensioni del sistema porterà a un'efficienza insufficiente.
2. Calibrazione della pompa dosatrice:
   • SICUREZZA: Assicurarsi che la pompa dosatrice sia diseccitata e isolata se deve essere scollegata per la calibrazione. Utilizzare DPI.
   • Interrompere l'alimentazione del biocida al sistema.
   • Collegare un cilindro graduato calibrato (es. 1000 ml) alla linea di uscita della pompa.
   • Avviare la pompa e misurare il volume di biocida erogato in 1 minuto. Ad esempio, se è necessario dosare 5 l/h, in 1 minuto il volume dovrebbe essere di circa 83 ml.
   • Regolare le impostazioni della pompa (frequenza degli impulsi, lunghezza della corsa) fino al raggiungimento delle prestazioni desiderate.
   • Errore: l'utilizzo di una pompa non calibrata comporterà un sovradosaggio o un sottodosaggio.
3. Iniezione di biocida:
   • Fornire l'iniezione di biocida in un punto del sistema con un'agitazione efficace (ad es. pozzetto della torre di raffreddamento o aspirazione della pompa di circolazione).
   • Per il dosaggio shock: aggiungere la quantità calcolata di biocida in un breve periodo (ad esempio 15-30 minuti) secondo un programma (ad esempio una volta alla settimana o due volte alla settimana).
   • Per il dosaggio continuo (se applicabile): impostare la pompa su una velocità di dosaggio bassa e costante.
   • Indicatore visivo: dissoluzione uniforme del biocida in acqua.
4. Monitoraggio dell'efficacia:
   • Dopo 12-24 ore dalla somministrazione, prelevare un campione di acqua ed effettuare un'analisi microbiologica utilizzando strisce reattive (dip slide).
   • Un risultato accettabile: una riduzione significativa del numero di colonie (meno di 10⁴ CFU/ml).
   • Errore: la mancanza di monitoraggio post-somministrazione non consente la valutazione dell'efficacia.

5.2. Analisi dei campioni di corrosione

1. Installazione di tagliandi di corrosione:
   • SICUREZZA: Utilizzare DPI. Assicurarsi che il sistema dell'acqua di raffreddamento funzioni normalmente.
   • Scegli un luogo rappresentativo per installare il porta coupon dove la velocità del flusso d'acqua è di 0,5-1,5 m/s. Di solito si tratta di un flusso laterale (bypass) o di una sezione della tubazione dopo la pompa.
   • Posizionare con attenzione i campioni di corrosione prepesati, puliti e identificati nel supporto. Fissarli in modo che non si tocchino tra loro e con le pareti del supporto.
   • Registrare la data di installazione, i numeri di identificazione del tagliando e il peso iniziale (approssimato a 0,0001 g).
   • Bug: smarrire i coupon o danneggiarli durante l'installazione distorcerà i risultati.
2. Esposizione:
   • Lasciare i tagliandi nel sistema per il periodo di esposizione standard raccomandato dal produttore o secondo le procedure interne (solitamente 30, 60 o 90 giorni).
3. Estrazione e pulizia dei tagliandi:
   • Al termine del periodo di esposizione, ancora SICUREZZA: isolare la zona dei tagliandi, scaricare la pressione e scaricare l'acqua. Utilizzare DPI.
   • Rimuovere con attenzione i tagliandi dal supporto, evitando danni meccanici.
   • Pulire i tagliandi da depositi e prodotti di corrosione in conformità con ASTM G1 (ad esempio, con una soluzione chimica per rimuovere i prodotti di corrosione senza intaccare il metallo di base).
   • Dopo la pulizia, sciacquare abbondantemente i coupon con acqua distillata, asciugarli e metterli in essiccatore.
   • Errore: una pulizia meccanica aggressiva o una rimozione incompleta dei prodotti della corrosione porteranno a risultati falsi.
4. Ripesata e calcolo:
   • Ripesare ciascun coupon con l'approssimazione di 0,0001 g.
   • Calcolare la perdita di massa per ciascuna cedola.
   • Utilizzando la formula, calcolare il tasso di corrosione in MPY (mil all'anno) o mm/anno:
   • Tasso di corrosione (MPY) = (Massa iniziale - Massa finale) × 22300 / (Area × Densità × Tempo)
   • Dove: Area – area della superficie del coupon (pollici²), Densità – densità del metallo del coupon (g/cm³), Tempo – tempo di esposizione (giorni).
   • Valori accettabili: per l'acciaio dolce, la velocità di corrosione deve essere inferiore a 3 MPY (0,076 mm/anno); per le leghe di rame – meno di 0,5 MPY (0,013 mm/anno).
   • Documentare tutti i risultati. Errore: errori aritmetici o utilizzo di unità di misura errate.

5.3. Ottimizzazione dello spurgo

1. Monitoraggio dei parametri dell'acqua:
   • Misurare regolarmente la conduttività (μS/cm), i solidi totali disciolti (TDS, ppm), il pH e la temperatura (°C) dell'acqua di raffreddamento e dell'acqua di reintegro.
   • Registra questi valori.
2. Calcolo dei cicli di concentrazione (CC):
   • Cicli di concentrazione (CC) = Conducibilità_{acqua di raffreddamento} / Conducibilità_{acqua di alimentazione}.
   • I CC target dipendono dalla qualità dell'acqua di alimentazione e dal tipo di inibitori utilizzati (tipicamente 3-6 per i sistemi aperti).
   • Errore: ignorare la qualità dell'acqua di alimentazione nel calcolo del CC.
3. Impostazioni spurgo automatico:
   • Se il sistema è dotato di un controller di spurgo automatico, impostare il limite superiore di conduttività desiderato (ad esempio 2000-3000 µS/cm per un sistema CC=5 con 400 µS/cm di acqua di alimentazione).
   • Controllare il funzionamento dell'elettrovalvola di spurgo e del sensore di conducibilità.
   • Indicatore visivo: la valvola di spurgo si apre quando la conducibilità raggiunge il valore impostato e si chiude quando diminuisce.
4. Spurgo manuale (in assenza di automazione):
   • SICUREZZA: Monitorare sempre il livello dell'acqua nella torre di raffreddamento durante lo spurgo manuale per evitare di seccare le pompe.
   • Calcolare il volume di spurgo richiesto per mantenere il CC. Ad esempio, se CC = 4, il 25% del volume di evaporazione dovrebbe essere spurgato.
   • Aprire la valvola di spurgo manuale per il tempo impostato o fino al raggiungimento del livello di conduttività desiderato.
   • Una volta completato lo spurgo, chiudere la valvola e controllare i parametri dell'acqua.
   • Errore: uno spurgo eccessivo porta a un consumo eccessivo di acqua e prodotti chimici; insufficiente - all'accumulo di sali e alla corrosione.
5. Controllare e regolare:
   • Per diversi giorni dopo aver impostato lo spurgo, monitorare la conduttività del sistema e il flusso dell'acqua di alimentazione.
   • Se necessario, regolare le impostazioni di spurgo per mantenere i CC stabili e ridurre al minimo lo spreco di acqua.

6. Lista di controllo per la verifica post-assistenza

7. Guida alla risoluzione dei problemi

8. Programma di manutenzione consigliato

9. Elenco dei pezzi di ricambio

Per ordinare pezzi di ricambio e visualizzare la gamma completa di prodotti, visitare il catalogo elettronico UNITEC-D.

10. Collegamenti

• DSTU EN 1037:2004 Sicurezza delle macchine. Prevenzione dell'avvio inaspettato.
• ISO 10002:2018 Gestione della qualità. Soddisfazione del consumatore. Linee guida per lavorare con i reclami nelle organizzazioni.
• ASTM G1-03(2017) Pratica standard per la preparazione, la pulizia e la valutazione dei campioni per i test di corrosione.
• EN 806-2:2005 Condizioni tecniche per i sistemi di fornitura di acqua potabile negli edifici. Parte 2: Progettazione.
• Raccomandazioni del produttore del sistema dell'acqua di raffreddamento (documentazione OEM).
• Schede di sicurezza dei reagenti chimici (MSDS/SDS).