Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)

2. szám - Dr. Bitskei József–Házi Imre–Tóth Árpád: Az ipar korszerű vízkezelő vegyszerei

Dr. Bitskei J. és tsai.: Az ipar korszerű vízkezelő Hidrológiai Közlöny 1986. 2. sz. 97 biztonságos módszer, alkalmazását gazdasági vizsgálattal lehet eldönteni. A hűtővízkezelő vegyszerek A nyitott hűtővízkörökben alkalmazott vegyszerek négy fő csoportba oszthatók: — diszpergálószerek — vízkőképződést gátló szerek — korróziógátló szerek — biocidok a) Diszpergálószerek A diszpergálószerek egyrészt a mész-szénsav egyensúly megbomlásából származó kiválások, kőszerű képződmények kialakulását akadályozzák, másrészt a már kialakult képződmények lassú szét darabolását okozzák. Ugyancsak megakadályozzák a hűtővíz egyéb szilárd, lebegő alkotórészeinek koagulációját is. Stabil diszperz rendszer kialakulását a közeg és a részecskék között létrejövő elektrosztatikus hatás eredményezi. Hidrofob részecskéknél az elektrolitok elektromos kettős réteget hoznak létre, a bipoláris diszpergáló segédanyagok pedig polaritásuknak megfelelően irányítottan veszik körbe a részecskét, ezzel stabilizálják a finom diszperz rendszert. A diszperzió kialakulásában szerepet játszik a szilárd részecske mérete, sűrűsége. A hűtővíz rendszerekben alkalmazott diszpergálószerek különféle természetes és szintetikus polimerek: kopolimerizált poliviniléter, tanin-, lignin származékok, zsírsavak, poliakrilát származékok stb. b) Vízkőképződést gátló szerek. A vízkőképződést gátló szerek adagolásakor sajátos vízkezelést végzünk. A vízhez adagolt anyagok hatása döntően az ún. Threshold-effektuson alapszik. Nagymolekulájú kondenzált foszfátok (nátriumpolifoszfátok) olyan hatást gyakorolnak az egyensúlyi állapottól a vízkőkiválás irányába eltéiő vízre, hogy a kalciumkarbonát nem tud kiválni, illetve a kivált kismennyiségű anyag nem kristályos alakban válik ki, hanem pelyhes, amorf formában. Ezt a hatást csak a láncszerkezetű polifoszfátok idézik elő, amíg a gyűrűs metafoszfátok és monofoszfátok nem. Ugyancsak Trhreshold-effektust idéznek elő a foszfonsavak. A hűtővizek hőcserélőinél éppen ezért a foszfonsav származékokat részesítik előnyben. A vízkőképződés gátlására a foszfor-vegyületeken kívül különböző komplexképzőket, polimereket, pl. poliakrilátokat, stb. alkalmazhatnak. A gyakorlatban alkalmazott vízkőképződést gátló szerek diszpergáló hatást is kifejtenek. c) Korróziós inhibitorok. Korróziós inhibitoroknak azokat az anyagokat nevezzük, amelyek valamilyen korrozív közegben néhány tizedtől néhány század százalékig terjedő mennyiségben elegendők a korróziós folyamat legalább 75%-os visszaszorítására. Számos esetben a 90%-os inhibitor hatásfok elérése a cél. Az inhibitorok osztályozására nincs egységes mód, általában hatásmechanizmusuk sem teljesen tisztázott. Az osztályozás történhet például aszerint, hogy az inhibitor a fémfelületen fizikai, vagy kémiai változást okoz, hogy szerves vagy szervetlen anyag-e, hogy a fémoldódás anódos, vagy katódos részfolyamatra hat-e [10, 11]. H. Fischer a korróziós inhibitorokat pl. négy csoportba osztotta: — Passzivátorok. Hatásukra a fémfelületen vékony összefüggő ún. passzív réteg képződik. — Védőréteg-képző inhibitorok. A már oldatba került fémionokkal rosszul oldódó vegyületet képeznek, amelyek a fémfelületre rétegszerűen rátapad. — Elektrokémiai inhibitorok. A védendő fémnél pozitívabb standard potenciálú fémek vegyületei. A nemesebb fém a védendő fémre rétegszerűen kiválik. — Destimu látói ok. A közeg káros hatású anyagaival reagálnak csökkentik ezek koncentrációját, ezáltal a fémkorróziót is. Putilova a korróziós folyamat kinetikájának befolyásolása szerint osztja fel az inhibitorokat és csak azokat az anyagokat tekinti inhibitoroknak, amelyek az oldat agresszivitását nem csökkentik. — A kémiai, elektrokémiai inhibitorok a korrózió sebességét csökkentik, de teljesen nem szüntetik meg. — Immunizátorok azok az anyagok, amelyek késleltetik a korrózió megindulását, de egy idő után már nincsenek hatással a korrózió sebességére. — Passzivátorok azok az anyagok, amelyek bizonyos idő után úgy szüntetik meg a korróziót, hogy a felületen vastagabb védőréteg képződik. Fenti csoportosítások egyben mutatják az alkalmazott vegyszerek fő hatásait is. Szerves inhibitorok olyan magános elektronpárral rendelkező heteroatomot (nitrogén, foszfor, kén) tartalmazó vegyületek, amelyek a fémfelülettel kemiszorpciós kötést képesek létesíteni. Rendkívül fontos az inhibitációs hatás szempontjából a poláris csoport elektronsűrűsége és az ionok, vagy molekulák alakja. Homológ sorok esetén általában a növekvő szénlánc nagyobb inhibiciót eredményez. A kötés erősség függ a fém tulajdonságaitól is. A tiszta fémeknél a korróziós inhibitorok hatáas jobb, mint a nem tiszta fémeknél [12], A gyakorlatban a minnél kedvezőbb hatás eléréséhez vegyszerkeveréket alkalmaznak. A fémfelületen kialakuló korróziós jelenségeket többféle elmélet alapján lehet magyarázni, ami a jelen tanulmánynak nem tárgya. A hűtővízrendszerek inhibitoros kezelése akkor indokolt, ha a korróziósebesség a 0,1 mm/év értéket meghaladja. Az inhibitorral kezelt hűtővizek korróziósebességének maximális értéke ugyanis 50 °C-nál kisebb vízhőmérséklet esetén 0,05 mm/év lehet [13]. A vegyszeres kezelésre Magyarországon az elmúlt években elsősorban nyugati vegyszerkészítményeket használtak, amelyek komplex kezelésre alkalmasak. Az utóbbi idők kutatási eredménye, hogy hazánkban is kialakultak vízkezelő készítmények (C0R1N, MAWA, ONGROKOR stb.), amelyek megteremtik a komplex kezelés lehetőségét.