Изоциануровата киселина, химично съединение с формула C₃H3N3O3, е добре познат химикал в приложенията за пречистване на вода. Като доставчик на изоциануровата киселина съм бил свидетел на широкото й използване в различни водни системи, от басейни до промишлени охладителни кули. В този блог ще разгледам как изоциануровата киселина влияе върху скоростта на корозия на металите във водните системи.
Ролята на изоциануровата киселина във водните системи
Изоциануровата киселина често се използва като стабилизатор за хлор във водата. В плувните басейни например се добавя хлор, за да убие бактериите и други вредни микроорганизми. Слънчевата светлина обаче може бързо да разгради свободния хлор, намалявайки неговата ефективност. Изоциануровата киселина образува комплекс с хлора, предпазвайки го от разграждащите ефекти на ултравиолетовата (UV) светлина. Това позволява на хлора да остане във водата за по-дълъг период, осигурявайки непрекъсната дезинфекция.
В промишлени водни системи, като например охладителни кули, изоциануровата киселина може да се използва и в комбинация с други химикали за пречистване на вода катоНатриев дихлороизоцианурат. Натриевият дихлороизоцианурат е хлориран изоцианурат, който отделя както хлор, така и изоцианурова киселина, когато се разтвори във вода. Той е удобен източник както на дезинфектант, така и на стабилизатор.
Корозия във водните системи
Корозията е основен проблем във водните системи. Това може да доведе до влошаване на металните тръби, помпи и друго оборудване, което води до течове, намалена ефективност и увеличени разходи за поддръжка. Корозията на метали във вода е електрохимичен процес. Когато металът е в контакт с вода, възниква окислително-редукционна реакция. Металните атоми губят електрони (окисляване) и образуват метални йони, докато кислородът във водата получава електрони (редукция).
Скоростта на корозия се влияе от няколко фактора, включително pH на водата, наличието на разтворен кислород, температурата и концентрацията на различни йони във водата. Например, киселата вода (ниско рН) обикновено увеличава скоростта на корозия на повечето метали, докато алкалната вода понякога може да образува защитен слой върху металната повърхност, намалявайки корозията.
Как изоциануровата киселина влияе на корозията
Влияние на pH
Изоциануровата киселина е слаба киселина. Когато се добави към вода, може да понижи pH на водата до известна степен. Намаляването на pH може да увеличи активността на водородните йони (H⁺) във водата. Тези водородни йони могат да реагират с металната повърхност, ускорявайки процеса на окисление. Например, в случай на желязо, водородните йони могат да реагират с желязото, за да образуват железни йони и водороден газ.
Въпреки това, ефектът на изоциануровата киселина върху pH обикновено не е много значителен при нормални концентрации на употреба. В плувните басейни типичната концентрация на изоциануровата киселина е в диапазона 30 - 100 ppm. При тези концентрации промяната в рН често е в приемлив диапазон и може лесно да се регулира с химикали за регулиране на рН.
Комплексно образуване
Изоциануровата киселина може да образува комплекси с метални йони. Тези комплекси могат да имат различен ефект върху корозията. От една страна, ако комплексът образува стабилен и защитен слой върху металната повърхност, той може да намали скоростта на корозия. Например, някои комплекси метал - изоцианурова киселина могат да попречат на достъпа на кислород и други корозивни агенти до металната повърхност.
От друга страна, ако комплексът е нестабилен или насърчава разтварянето на метала, той може да увеличи скоростта на корозия. Образуването на тези комплекси зависи от вида на метала, концентрацията на изоциануровата киселина и други фактори във водната система.
Взаимодействие с други химикали
При пречистване на водата изоциануровата киселина често се използва в комбинация с други химикали. например,Полиалуминиев хлориде често срещан коагулант, използван при пречистване на вода. Когато изоциануровата киселина и полиалуминиевият хлорид присъстват в една и съща водна система, те могат да взаимодействат помежду си и с металните повърхности.
Наличието на полиалуминиев хлорид понякога може да помогне за намаляване на скоростта на корозия чрез образуване на защитен слой върху металната повърхност. Въпреки това, ако взаимодействието между изоциануровата киселина и полиалуминиевия хлорид не е добре разбрано, това може да доведе до неочаквани промени в корозионното поведение.
Казуси от практиката
В широкомащабна система от промишлени охладителни кули добавянето на изоцианурова киселина първоначално е предназначено да стабилизира хлора, използван за дезинфекция. Въпреки това, след няколко месеца работа, операторите забелязаха увеличаване на степента на корозия на медните тръби в системата. По-нататъшното изследване разкрива, че комбинацията от изоциануровата киселина и високотемпературната среда в охладителната кула води до образуването на комплекс мед - изоциануровата киселина, който ускорява корозията на медта.
За разлика от това, в добре поддържан басейн, правилното използване на изоциануровата киселина в комбинация с други химикали за пречистване на водата, като напр.Пречистване на водата Sdic, помогна за поддържане на стабилно ниво на хлор и относително ниска степен на корозия на металните компоненти в басейна, като филтриращата система и нагревателните елементи.
Контрол на скоростта на корозия
За да се контролира скоростта на корозия при използване на изоцианурова киселина във водни системи, могат да се предприемат няколко мерки.
Мониторинг и регулиране на химическите концентрации
Редовното наблюдение на концентрацията на изоциануровата киселина, както и на други химикали във водата, е от съществено значение. Чрез поддържане на подходяща концентрация на изоциануровата киселина, pH на водата може да се поддържа в подходящ диапазон. Например в плувни басейни идеалната концентрация на изоциануровата киселина обикновено е между 30 - 100 ppm. Ако концентрацията е твърде висока, това може да увеличи риска от корозия, докато ако е твърде ниска, хлорът може да не се стабилизира ефективно.
Използване на инхибитори на корозията
Инхибиторите на корозията могат да се добавят към водната система, за да се намали скоростта на корозия. Тези инхибитори действат чрез образуване на защитен слой върху металната повърхност или чрез намеса в процеса на електрохимична корозия. Има различни видове инхибитори на корозията, включително органични инхибитори и неорганични инхибитори. Например, някои фосфати могат да образуват защитен слой върху металната повърхност, предотвратявайки достъпа на корозивни агенти.
Поддържане на качеството на водата
Доброто качество на водата е от решаващо значение за намаляване на корозията. Това включва контролиране на концентрацията на разтворен кислород, отстраняване на примеси и поддържане на подходящо pH и температура. Например, в промишлени охладителни кули, обезвъздушаването може да се използва за намаляване на концентрацията на разтворен кислород във водата, което може значително да намали скоростта на корозия.
Заключение
Изоциануровата киселина играе важна роля при пречистването на водата, но нейният ефект върху скоростта на корозия на металите във водните системи е сложен. Може да повлияе на корозията чрез ефекта си върху pH, образуването на комплекси и взаимодействието с други химикали. Чрез разбирането на тези механизми и предприемането на подходящи мерки за контролиране на скоростта на корозия, ползите от използването на изоциануровата киселина във водните системи могат да бъдат максимизирани, като същевременно се минимизира отрицателното въздействие върху металните компоненти.
Ако се интересувате от закупуване на изоцианурова киселина за вашите нужди за пречистване на вода, препоръчвам ви да се свържете с мен за повече информация и да обсъдим вашите специфични изисквания. Можем да работим заедно, за да гарантираме, че получавате най-добрия продукт и решение за вашата водна система.
Референции
- Jones, DA (1992). Принципи и предотвратяване на корозия. Прентис Хол.
- Uhlig, HH, & Revie, RW (1985). Корозия и контрол на корозията: Въведение в науката и инженерството на корозията. Wiley - Interscience.
- ASTM International. (2019 г.). Стандартни практики за вземане на проби от вода за микробиологичен анализ. ASTM D5465 - 19.
