Процессы окисления минерального и синтетического термомасла – повреждение компонентов оборудования под действием коррозии
Рассмотрев влияние легкокипящих фракций и коксуемости по методу Конрадсона, далее мы хотели бы поговорить об окислении масляных теплоносителей, его последствиях и способах предотвращения.
Ранее в статьях на тему «Легкокипящие фракции» и «Коксуемость по методу Конрадсона» мы выяснили, что в масляном теплоносителе постоянно происходят химические реакции. С одной стороны это приводит к образованию вышеупомянутых легкокипящих фракций, а также твердых примесей, содержание которых в свою очередь характеризуется показателем коксуемости по Конрадсону. Третий вид цепочки химических реакций в термомасле может приводить к образованию органических кислот. Такие реакции требуют участия кислорода и влаги, в том виде, в котором они присутствуют в окружающей атмосфере. Как известно, масляные теплоносители состоят преимущественно из углеводородных соединений. Под действием высоких температур они вступают в реакцию с кислородом, в результате чего образуются карбоновые кислоты.
Промежуточными продуктами таких реакций являются спирты и альдегиды. Само название «карбоновые кислоты» позволяет предположить, что такие вещества в масле обладают коррозийными свойствами, а значит могут приводить к повреждению емкостей системы. Особенно подвержены им открытые накопительные резервуары и расширительные баки, поскольку они имеют прямой контакт с содержащимся в воздухе кислородом, и поэтому кислоты в них могут приводить к образованию коррозии на внутренних стенках. Количество образуемых кислот характеризуется кислотным числом (или числом нейтрализации), определить которое можно путем анализа масла.
«Предотвратить этот процесс позволяет система инертизации. Она защищает накопительные резервуары и расширительные емкости при помощи азота. Резервуары и емкости заполняются инертным газом – в данном случае азотом – с небольшим избыточным давлением. Азот вытесняет кислород воздуха вместе с содержащейся в нем влагой, и реакции окисления прекращаются», поясняет данный процесс Дитмар Несс, один из руководителей NESS Wärmetechnik GmbH. «Другое не менее важное преимущество: азот препятствует образованию в накопительных резервуарах и расширительных емкостях взрывоопасных газовых смесей».
Некоторые системы инертизации работают исключительно в расширительном баке. Дополнительное введение азота в накопительный бак снижает уровень пожароопасности. Если в емкостях не будет скапливаться легковоспламеняющийся газ, взрыва не произойдет. Кроме того, инертизация еще одного большого резервуара увеличивает общее количество азота в системе. Большие объемы азотной подушки эффективнее компенсируют перепады давления, за счет чего уменьшается необходимость периодически удалять азот из системы и снова добавлять его. В долгосрочной перспективе это позволяет значительно сократить расход азота, а значит сэкономить деньги.
«Дооснащение системой уже имеющегося или нового оборудования очень легко реализовать», утверждает Дитмар Несс. «Помимо прочего, для нас было важно, чтобы система инертизации могла работать полностью автоматически. Для обеспечения достаточного количества газа к ней может быть подключен дополнительный азотогенератор, который производит азот из сжатого воздуха в полностью автоматическом режиме. Кроме этого, нами применяется специальная мембрана, пропускающая молекулы азота из окружающего воздуха и отделяющая их от других компонентов, таких как кислород, аргон и CO2. Это гарантирует практически неограниченное поступление азота в систему. Максимальный результат при минимальных затратах».
