БАКТЕРИАЛЬНАЯ КОРРОЗИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

БАКТЕРИАЛЬНАЯ КОРРОЗИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
На протяжении всей истории существования централизованного теплоснабжения
большое количество систем становились объектами энергетических потерь или
разрушающей трубы коррозии в значительных масштабах.
Коррозия тепловых сетей может быть вызвана не только присутствием в воде
растворенного кислорода, но и микроорганизмами, живущими внутри системы и
способными причинить серьезные повреждения. Из-за этого необходимо
постоянно контролировать качество воды для того, чтобы при первом появлении
бактерий подавлять их размножение с помощью специальных химических
средств. Серия экспериментов выявила, что для достижения устойчивого
результата химические вещества можно применять даже в меньшей
концентрации, чем это обычно рекомендуется.
Микроорганизмы живут практически во всех технических системах. Бактерии
выживают даже когда концентрация субстрата снижается всего до нескольких
микрограммов органической материи на литр. Поэтому следует признать, что
бактерии в тепловых сетях будут существовать всегда (исключая случаи крайних
температур, жесткости и специфические физико-химические условия). Таким
образом, основной задачей является поиск таких условий, при которых рост
бактерий был бы наименьшим, а в расчет принимались бы факторы экологии,
экономии и технологические вопросы.
Основное внимание уделяется бактериям, снижающим количество сульфатов
(так называемые сульфатопоглощающие или серные бактерии), поскольку они
широко распространены во многих технических системах и хорошо изучены в
связи с бактериальной коррозией.
В случае появления коррозии необходимо установить причину ее возникновения
с тем, чтобы впоследствии вести правильную обработку.
Возможными признаками бактериальной коррозии являются:
- появление биопленки (возможно, мшистой структуры);
- окрашивание поверхности (в зеленый, коричневый, черный или коричневокрасный цвета);
- неприятный запах (в результате образования сероводорода);
- рыхлые и пористые продукты коррозии;
- коррозия в виде язв, наростов и трещин.
Согласно основным рекомендациям, жесткость воды в распределительных сетях
должна находиться в пределах 9,5-10,0 единиц. В этом случае достигается
минимальная растворимость железосодержащего покрытия поверхности и,
соответственно, минимальное присутствие частиц меди в воде. Однако рН также
является и важным параметром, влияющим на размножение бактерий.
Было выдвинуто предположение, что жесткость воды выше 9 единиц приводит к
снижению количества серных бактерий. В ходе серии экспериментов изучалось
влияние жесткости воды на развитие микроорганизмов с целью поиска
показателя, препятствующего их размножению. Постоянный рост бактерий
зафиксирован при рН, равным 8 единицам.
Следовательно, изменение уровня жесткости является одним из методов
ограничения роста бактерий и предотвращения бактериальной коррозии.
Пониженное содержание органических веществ в воде также приводит к
снижению роста популяции микроорганизмов. Следует, однако, отметить, что в
тепловых сетях существует очень небольшое количество органического
субстрата, так что развитие бактерий может быть незначительным.
Нельзя сказать, что проблемы, связанные с биологической коррозией, могут быть
решены путем снижения концентрации органических веществ. Тем не менее,
согласно результатам опытов, биологическая коррозия часто может быть
снижена, если уменьшить содержание органических питательных веществ в
воде.
Источниками органических веществ являются, например, химические составы,
используемые на тепловых станциях для химической обработки воды; масло,
входящее в состав антикоррозионных покрытий и т.п.; отслоения пластмассовых
частиц и т.д.
Исследования показали, что каждый пятый из рассмотренных органических
составов, применяющихся на теплостанциях для снижения концентрации
растворенного кислорода (деаэрации), является причиной размножения
бактерий, в том числе и серных бактерий - организмов, используемых в качестве
индикатора биологической коррозии.
В настоящее время влияние обработки воды органическими веществами на рост
бактерий еще не изучено в полной мере, поэтому в данной области необходимы
дальнейшие исследования.
Отправной точкой может служить использование небольшого количества
органического вещества для того, чтобы добиться желаемого эффекта.
Например, составы, связывающие кислород, должны быть исследованы с целью
нахождения необходимого количества компонента, чтобы связать 1 грамм
кислорода при условии, что неизвестно, как органическое вещество влияет на
развитие микроорганизмов. Важно не превышать необходимую концентрацию.
Если добавление определенного количества вещества решает проблему, то
увеличение концентрации не приведет к существенному улучшению.
Доказано, что гибкие трубы из полибутана и полиэтилена могут высвобождать
различные органические вещества (так называемая "миграция"), которые, в свою
очередь, являются субстратом для микроорганизмов. Тем не менее, полибутан и
полиэтилен являются широко распространенными названиями для материалов,
производимых по различным технологическим процессам и различающихся по
композиции. Выбирая тип пластмассовой трубы, следует учитывать технологию и
вид пластмассы, т.к. одни виды пластика высвобождают большое количество
органических веществ, а другие выделяют органические вещества в течение
первых месяцев эксплуатации.
Важно изучить, что происходит с органическим веществом, добавленным или
высвобождающимся в закрытую систему, поскольку оно имеет свойство
накапливаться в системе "в чистом виде" или распадается и входит в состав
других соединений. Оба варианта могут стать причиной нежелательных
последствий; например, роста микроорганизмов. Следовательно, перед тем, как
использовать пластик в теплосетях, необходимо изучить как экономический
эффект, так и вопросы технологии.
Для ограничения размножения бактерий в тепловых сетях используются
биокислоты. Исследования доказали, что 8% районных тепловых станций
применяют биологические кислоты для химической обработки воды. Компаниипроизводители тепла даже рекомендуют к применению нижеприведенные
субстанции: глютаральдегид, изотиазолоны и составы на основе хлорида
бензалкониума или гидрогена пероксида. Известно, что на практике применяются
два из них: состав хлорида бензалкониума и гидроген пероксида.
Бактерии, живущие в биопленке, защищены веществом, связывающим их вместе.
Поэтому, по сравнению с микроорганизмами, живущими в воде, их гораздо
труднее убить, а для того, чтобы доказать факт прекращения роста популяции
бактерий, недостаточно использовать только пробы воды. Как следствие, при
использовании биологических кислот следует уделить особое внимание именно
биопленкам.
Хорошим способом контроля за состоянием воды и за ее обработкой на тепловой
станции является систематическое наблюдение за ее свойствами и расходом.
Результаты наблюдений следует систематически регистрировать. В комплекс
может входить исследование жесткости, а также потребление гидроксида калия и
связывающих кислород веществ - в сравнении с расходом химически очищенной
воды - это позволяет своевременно выявить изменения в установившемся
балансе. Следует проанализировать те вещества в химически очищенной воде и
воде из тепловых сетей, которые могли бы явиться причиной подобных
изменений.
В настоящее время в теплосетях не производится автоматических измерений
количества бактерий и не проверяется наличие микроорганических обрастаний
(биопленки). Однако, для того, чтобы своевременно обнаруживать и
предотвращать проблемы, связанные с размножением бактерий, следует
постоянно измерять и регистрировать их количество с тем, чтобы в дальнейшем
поддерживать на установленном уровне.
В современных тепловых сетях невозможно выявить коррозию, причиной которой
стали микроорганизмы. Это означает, что коррозия будет обнаружена только в
случае возникновения аварийной ситуации.
Уровень коррозии в теплосетях района может быть обусловлен локальными
воздействиями, и измерения, проведенные с соскобом железосодержащего
покрытия, не обязательно указывают на общее состояние труб. С другой
стороны, сильные изменения качества воды, обработка биокислотами и т.д.
могут рассматриваться как изменения в образовании биопленок и степени
коррозии. Представление об общем состоянии теплосетей можно получить с
помощью специального оборудования, или сделав несколько соскобов
железосодержащего покрытия.
По сравнению с существующими расходами на химическую обработку воды,
расходы, связанные с наблюдением за образованием биопленки и
коррозионными процессами, будут незначительными, и в долгосрочной
перспективе станут хорошим вложением в дело обеспечения антикоррозионной
безопасности тепловой станции.
Если принимать меры по предотвращению биологической коррозии, то в
дальнейшем имеет смысл следовать вышеперечисленным рекомендациям и,
таким образом, обеспечить стандарт контроля тепловых станций и долгий срок
службы тепловых сетей.