Ăn mòn trong đường ống hơi và ngưng tụ

Không giống như xói mòn – hiện tượng suy giảm vật liệu do tác động vật lý của dòng nước, gió hoặc mảnh vụn, ăn mòn là sự suy giảm vật liệu do phản ứng hóa học. Ăn mòn ảnh hưởng đến nhiều loại kim loại dùng trong đường ống, từ hệ thống sinh hoạt hàng ngày đến các nhà máy công nghiệp.

Theo thời gian, ăn mòn trong đường ống có thể lan sâu vào bên trong kim loại, dẫn đến mỏng thành ống và cuối cùng là hỏng ống nếu không được xử lý. Hơn nữa, các sản phẩm phụ do ăn mòn thường bị cuốn theo dòng chảy, gây ô nhiễm chất lỏng, làm trầm trọng thêm tình trạng xói mòn và ăn mòn đường ống, đồng thời gây tắc nghẽn các lỗ van.

Ăn mòn thép

Thép, vật liệu phổ biến trong hệ thống hơi, chứa hàm lượng sắt cao nên dễ bị gỉ trong điều kiện nhất định. Gỉ sắt hình thành do quá trình oxy hóa bề mặt kim loại khi tiếp xúc với không khí và nước. Đặc biệt, đường ống thu hồi ngưng tụ bằng thép dễ bị ăn mòn vì các yếu tố tạo gỉ (oxy, nước và sắt) luôn hiện diện.

Ngược lại, trong đường ống hơi được bảo trì tốt, lượng không khí sau khi khởi động rất ít và hầu như không có nước, làm chậm quá trình gỉ sắt. Hệ thống thu hồi ngưng tụ kín cũng ít bị gỉ hơn hệ thống hở do giảm tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên, nếu không được xả đúng cách, không khí lọt vào hệ thống khi ngừng hoạt động có thể gây ăn mòn nghiêm trọng. Đặc biệt, hệ thống thường xuyên ngừng hoạt động sẽ bị gỉ nhanh hơn nếu ngưng tụ còn đọng lại trong đường ống.

Một biện pháp hiệu quả để ngăn gỉ trong quá trình vận hành là sử dụng bẫy hơi đúng cách, giúp loại bỏ ngưng tụ ngay khi hình thành và giữ hơi khô. Không khí cũng cần được loại bỏ qua van xả khí để hạn chế điều kiện hình thành gỉ. Khi hệ thống ngừng hoạt động, cần xả ngưng tụ thủ công từ tất cả các điểm thu gom mà bẫy hơi không tự động xả được.

Ăn mòn đồng

Đồng thường được dùng trong đường ống truyền nhiệt do chi phí lắp đặt thấp và dễ uốn quanh thiết bị, mặt bích, nhưng nó cũng dễ bị ăn mòn trong một số điều kiện. Nhiệt độ cao và độ pH thấp trong ngưng tụ có thể khiến đồng phân hủy thành ion đồng hòa tan vào dòng ngưng. Khi ngưng tụ chứa đồng chảy đến bẫy hơi và được xả ra, áp suất thấp ở đầu ra sẽ khiến một phần ngưng tụ bốc hơi, trong khi ion đồng kết tủa và tích tụ quanh ghế van, gây tắc nghẽn và giảm nhiệt độ đường truyền nhiệt.

Để ngăn chặn tình trạng này, cần đặc biệt chú ý xử lý nước và kiểm soát độ pH. Hàm lượng oxy hòa tan thấp và độ pH trung tính (7-9) là lý tưởng. Amoniac đôi khi được dùng để trung hòa độ pH thấp, nhưng với đồng, nó lại xúc tác quá trình ăn mòn nên cần tránh sử dụng trong hệ thống có đồng.

Thép không gỉ

Thép không gỉ thường được coi là vật liệu chống ăn mòn. Tuy nhiên, bản thân nó không có tính năng này mà nhờ quá trình “thụ động hóa”.

Thụ động hóa là sự hình thành một lớp oxit mỏng trên bề mặt kim loại khi tiếp xúc với không khí. Lớp oxit này bảo vệ kim loại, giữ nguyên màu sắc và độ bóng. Với thép không gỉ, lớp oxit hình thành tự nhiên và có khả năng chống gỉ cùng các dạng ăn mòn khác.

Thép không gỉ được ứng dụng trong các ngành đòi hỏi khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt cao và tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt, như công nghiệp nặng hoặc y tế. TLV sử dụng thép không gỉ cho nhiều loại bẫy hơi và cung cấp tùy chọn vật liệu này cho các sản phẩm khác. Dù giá thành cao hơn, thép không gỉ mang lại tuổi thọ và độ bền vượt trội. Nhiều công ty hiện yêu cầu dùng thép không gỉ cho hệ thống truyền nhiệt để tránh tắc nghẽn do ăn mòn.

Các vấn đề khác

Ngoài làm tắc bẫy hơi và mỏng thành ống, ăn mòn còn ảnh hưởng đến các bộ phận khác của hệ thống hơi. Khi kim loại bị ăn mòn bong ra và bị cuốn theo dòng chất lỏng, nó có thể gây xói mòn ở các đoạn ống phía sau. Hơn nữa, kim loại hòa tan trong ngưng tụ thu hồi làm giảm chất lượng nước và tạo cặn trong nồi hơi khi nước bốc hơi, để lại cặn kim loại.

Phòng ngừa ăn mòn

Cách tốt nhất để chống ăn mòn là kiểm soát các điều kiện gây ra nó. Việc lắp đặt đúng bẫy hơi, van xả khí và tuân thủ quy trình vận hành – đặc biệt khi ngừng hệ thống – sẽ hạn chế phản ứng giữa không khí và nước. Xử lý nước đúng cách và theo dõi sát độ pH của ngưng tụ cũng là yếu tố quan trọng.

Cuối cùng, cần lựa chọn vật liệu đường ống và bẫy hơi phù hợp với điều kiện cụ thể của hệ thống. Với hệ thống thường xuyên ngừng hoạt động, dù thời gian ngắn hay dài, ngưng tụ đọng lại kết hợp với không khí sẽ đẩy nhanh ăn mòn. Xả hoàn toàn ngưng tụ khi dừng hệ thống sẽ giảm đáng kể quá trình này.

Nguồn: TLV
Người dịch: Thanh Dương