Você já lidou com os efeitos nocivos da exposição a incrustações?
Máquina de lavar roupa, máquina de café, caldeira a gás ... Qual delas foi a última vítima do calcário?
Quer saber mais - o que é escala e como lidar com isso?
Leia nosso artigo! Há muito tempo lidamos com a questão da proteção de equipamentos contra incrustações e temos certeza de que nosso conhecimento será útil para você!
Na foto: amostras de escala de tubo tomadas por nós para pesquisa
Por que a escala é perigosa?
A escama tem uma condutividade térmica extremamente baixa.
Por exemplo: a condutividade térmica do aço é 39 kcal / m * hora * deg, e a condutividade térmica da escala é apenas 0,1 kcal / m * hora * deg. A diferença é quase 400 vezes!
Isso significa que quando uma caldeira, chaleira ou elemento de aquecimento está funcionando, eles precisam gastar mais gás ou eletricidade no aquecimento e evaporação do líquido.
E isso é metade do problema.
Os depósitos de guardanapos danificam equipamentos e dispositivos, tornando-os impossíveis de operar!
As incrustações depositadas nas cortinas das máquinas de lavar conduzem à queima do elemento de aquecimento. As incrustações nos jatos das máquinas de café impossibilitam o fornecimento de líquido. O entupimento de incrustações na bobina da caldeira a gás leva a seu vazamento e a reparos caros.
Depósitos decorrentes do funcionamento de caldeiras industriais podem causar ruptura de tubos e uma emergência!
Pela natureza da nossa atividade, nos deparamos com caldeiras diferentes a cada dia e às vezes nos surpreendemos com o descuido das pessoas que operam caldeiras a gás de alta potência ...
Na foto você pode ver que o tubo da caldeira está completamente entupido com incrustações. A água não passa por ele, o cano está constantemente superaquecido e isso pode causar uma explosão! No entanto, tal caldeira continuou a funcionar ...
Na foto: escala no tubo da caldeira DE-10-14
Assim, a ocorrência de incrustações em equipamentos de aquecimento leva às seguintes consequências negativas:
- Consumo excessivo de combustível e eletricidade;
- Desgaste acelerado de equipamentos;
- Impossibilidade de implementação do processo tecnológico;
- A probabilidade de uma emergência;
Tipos de escala
O número de elementos químicos a partir dos quais a escala é formada é bastante diverso e, pelo menos, é classificado nos seguintes tipos:
- escala de carbonato (sais de carbonato de cálcio e magnésio - CaCO3, MgCO3);
- escala de sulfato (CaSO4);
- escala de silicato (compostos silícicos de cálcio, magnésio, ferro, alumínio).
Por 15 anos de trabalho, nossa empresa acumulou um número significativo de amostras de escala de diferentes partes da Rússia. Examinamos mais de 1000 amostras de escala e determinamos sua composição química.
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A imagem mostra uma amostra inicial de escala e sua forma triturada para pesquisa.
De acordo com os resultados do estudo, descobrimos que o conteúdo da escala na grande maioria das amostras contém os seguintes elementos:
Ca / Mg - de 87 a 96%
Fe - de 0,06 a 7,5%
SiO2 - de 0,02 a 1,8%
É possível descobrir sua composição química pela aparência da escama?
Com base na pesquisa realizada em mais de 100 amostras de escala, determinamos que:
Não é possível determinar inequivocamente a composição química da escama por sua aparência!
Muitos fatores afetam a cor e a consistência da escama - a composição original da água, temperatura, pressão na qual a escama é formada. Além disso, a escala contém muitos outros elementos, que são muito pequenos em quantidade, mas afetam a cor e a natureza dos depósitos.
Por exemplo:
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Na foto: amostras de escala com cor e consistência diferentes
Essas imagens mostram depósitos que diferem significativamente em cor e estrutura física. Surpreendentemente, esses depósitos têm quase a mesma composição química! No entanto, as diferentes temperaturas e pressões nas quais essas amostras de espuma se formaram resultaram em uma grande diferença de cor e textura!
Medidas para evitar incrustações de calcário em caldeiras a vapor
A quantidade de incrustação nas caldeiras pode ser reduzida usando medidas para prevenir a sua formação:
- instalar elementos de aquecimento de alumínio com potência de aquecimento de até 2.400 W,
- realizar manutenção regularmente,
- verifique a condição dos revestimentos de proteção nas peças internas,
- siga as recomendações do fabricante quanto à qualidade da água utilizada,
- use amaciantes de água: compostos químicos, conversores magnéticos, etc.
Antes de limpar a caldeira em escala, é necessário avaliar a espessura e composição da camada, as condições técnicas da obra e, a seguir, escolher o método adequado. Isso determinará não apenas a eficiência da remoção de depósitos, mas também a segurança do revestimento interno protetor das paredes e da superfície do trocador de calor. Somente uma abordagem competente para resolver o problema garantirá a máxima vida útil da caldeira, sem avarias e com alta eficiência.
A que temperatura se forma a escala?
A incrustação começa a se formar em temperaturas de 40 ° C e acima.
Encontramos informações bastante detalhadas sobre a temperatura e a taxa de formação de incrustações em dispositivos de preparação de água quente no livro de Vladislav Shaflik "Modern hot water supply systems", Kiev, "Taki spravy", 2010.
A tabela mostra dados sobre a dependência da taxa de formação de incrustações na dureza e temperatura da água.
Na imagem: dados sobre a taxa de formação de incrustações em função da temperatura
O que exatamente provoca panes nas caldeiras a gás, vapor e água quente?
Por exemplo, considere o manuseio típico de uma chaleira. Uma flor bege se forma em suas paredes internas durante a fervura da água. Ele fica gradualmente mais espesso. Essa camada porosa prejudica a transferência de calor, então você tem que gastar mais tempo e recursos de energia. Os sólidos separados entram na comida. É preciso muito esforço para remover o calcário duro. Se o cálculo estiver incorreto, as paredes podem ser danificadas.
Processos semelhantes ocorrem dentro de equipamentos de aquecimento. Os compostos de cálcio e magnésio dissolvidos são convertidos em incrustações quando aquecidos. Ele obstrui os canais tecnológicos, é fixado nas superfícies internas dos dutos. Os processos térmicos normais são interrompidos, o consumo de gás aumenta.
Uma verificação inicial de uma caldeira a gás e vapor de última geração pode ser realizada usando ferramentas de diagnóstico padrão. O microprocessador embutido, de acordo com o programa estabelecido pelo fabricante, especifica a correspondência da temperatura nos pontos de controle com os parâmetros nominais. A combustão e o abastecimento de combustível são controlados por dispositivos especiais. Quando são detectadas situações perigosas, a caldeira de gás e água quente desliga-se automaticamente. O display mostra um código de erro.
| Problema | Método de solução de problemas |
| Sem ignição de gás | Pressione o botão de início forçado por alguns segundos. Se o dispositivo não funcionar, entre em contato com o centro de serviço para reparos. |
| Não há sinal normal do interruptor de pressão | Verifique a conformidade da pressão da rede de abastecimento de água com o valor nominal. |
| O fusível de superaquecimento desligou a caldeira | Tente iniciar no modo manual. Se não der certo, eles chamam o mestre. |
A tabela lista os erros típicos. Normalmente, o usuário padrão está limitado a reiniciar o sistema. Isso ajuda a corrigir alguns erros de software, mas não corrige as falhas por conta própria. No caso de escala, a tarefa torna-se mais difícil.O processo de formação de incrustações na caldeira Ariston ou qualquer outro fabricante não é detectado pelas ferramentas de diagnóstico. Portanto, os usuários atentos prestam atenção aos sinais indiretos:
- diminuição da produtividade;
- ruído estranho;
- aumento do consumo de gás;
- software e falhas mecânicas.
A identificação oportuna de problemas é dificultada pela baixa velocidade dos processos negativos. Para não criar condições de trabalho perigosas para o equipamento, ele é verificado no outono ou após a próxima estação de aquecimento. A limpeza química das caldeiras a gás da incrustação é necessária quando há uma deterioração no desempenho na ausência de erros após o diagnóstico automático. É necessário certificar-se de que as redes de abastecimento de eletricidade, água e gás estão funcionando corretamente.
Prevenindo o acúmulo de calcário
Amolecimento
O principal método utilizado para prevenir a formação de calcário é o amolecimento.
O termo "amaciamento" se refere ao processo de purificação da água a partir de sais de dureza (Ca e Mg), que são a principal causa da formação de incrustações.
O processo de amaciamento remove os íons cálcio (Ca) e magnésio (Mg) da água. Isso é feito passando a água por uma resina ou sal contendo íons de sódio. Nesse caso, os íons de cálcio e magnésio da água passam para a resina ou o sal, e os íons de sódio os substituem e passam para a água. Assim, a água amolece e sua dureza geral diminui.
Existem os seguintes requisitos para a dureza da água:
Água de alimentação para caldeiras a vapor e caldeiras (GOST R 55682.12-2013), mmol / l <0,02
Existem várias instalações de amaciamento que podem ser projetadas e adaptadas à dureza inicial da água, além disso, podem haver vários estágios de amaciamento.
Existem também unidades de osmose reversa que podem produzir água praticamente destilada na saída.
Dispositivos anti-escala
Separadamente, deve ser dito sobre vários dispositivos anti-incrustação, posicionados como um meio para prevenir a formação de incrustações. Nossa organização acumulou experiência significativa na operação de vários dispositivos anti-escala. Além disso, nós mesmos produzimos o dispositivo anti-calcário ECOFOR projetado para prevenir a formação de calcário e corrosão em caldeiras de vapor e água quente.
Na foto: versão à prova de explosão do dispositivo anti-escala ECOFOR
Em breve postaremos em nosso site um resumo de nossa experiência na operação de dispositivos anti-escala. Agora, observemos que, infelizmente, eles não são uma panaceia e um motivo para o abandono dos sistemas de tratamento de água existentes. Esses dispositivos devem ser usados como um complemento aos sistemas de amaciamento existentes. A eficácia desses dispositivos depende de um grande número de fatores: dimensões, parâmetros do refrigerante, a composição química da água, etc.
Escala: por que se forma e como lidar com isso?
Limescal no elemento de aquecimento e dentro do trocador de calor da máquina de catering
Sistemas de amaciamento de água, conversores magnéticos de água
Existem vários dispositivos nacionais e importados chamados "Transformador magnético de água, amaciante de água
, neutralizador da dureza da água, dispositivo anti-calcário, sistema hidromagnético, condicionador de água. " Independentemente do nome, todos esses
sistemas de amaciamento de água
têm o mesmo princípio de design: ímãs permanentes são incorporados ao sistema, agindo no meio de trabalho (água) pela força de um campo magnético. Neste caso, uma propriedade importante
sistemas de amaciamento de água
é a densidade ou indução do campo magnético, que afeta diretamente a qualidade do tratamento da água. Os fabricantes de conversores magnéticos de água verdadeiramente eficientes usam ímãs de neodímio permanentes de alta energia feitos de liga de neodímio-ferro-boro (Nd-Fe-B). O neodímio é um metal de terras raras; é o principal componente de um ímã. Por exemplo, se você conectar dois ímãs de neodímio um ao outro, então, ao contrário dos ímãs de ferrite comuns, será muito difícil desconectá-los.
Transdutores magnéticos de água existem fluindomontado diretamente na frente do dispositivo protegido ou de todo o sistema (neste caso, a água flui através do dispositivo), e tipo de sobrecargaquando o dispositivo é montado em um tubo ou mangueira sem contato com a água. O mecanismo de tratamento magnético da água pode ser descrito a seguir. Uma molécula de água (H2O) pode ser representada como um dipolo elementar - uma partícula com pólos carregados positivamente (H +) e negativamente (OH-). Sob a ação das forças de atração mútua, os dipolos de água formam os chamados aglomerados, unindo-se em torno das micropartículas e íons impurezas presentes na água (no nosso caso, Ca 2+ e CO3 2-), evitando que interajam com cada um deles. outro. Quando a água é aquecida, a estrutura do cluster é destruída e os íons, combinados, formam o carbonato de cálcio CaCO3, que é depositado em aquecedores e tubulações, criando uma base de escama.
Estrutura aglomerada de água
O aquecimento de água não tratada leva à destruição de aglomerados e à formação de depósitos de incrustações
Os ímãs permanentes dentro do transdutor magnético de água são dispostos de tal forma que a uma curta distância o campo magnético muda de direção várias vezes. Quando a água flui entre as fileiras de ímãs, os dipolos de água sofrem a força de Lorentz, que faz os dipolos oscilarem, enfraquecendo a estrutura do cluster. Como resultado, uma parte significativa dos aglomerados se desintegra. As micropartículas liberadas durante a destruição dos aglomerados tornam-se, por assim dizer, centros de cristalização, nos quais as moléculas de CaCO3 formadas preferem se estabelecer. Além disso, o processo assume um caráter semelhante ao de uma avalanche - mais e mais moléculas são anexadas à superfície dos microcristais emergentes, formando partículas já visíveis a olho nu.
Os aglomerados de água que passam entre os campos magnéticos são afetados pela força de Lorentz, que "solta" os aglomerados de água e leva à formação de centros de cristalização.
A água ativada magneticamente não forma depósitos de incrustações quando aquecida; as aragonitas (centros de cristalização) "coletam" carbonato de cálcio em si mesmas e o mantêm na coluna d'água na forma de sedimento.
Em vez de escamas duras - a chamada calcita amorfa - aparecem partículas finamente dispersas de aragonita, que têm uma estrutura cristalina diferente. Partículas de aragonita podem ser removidas por filtração ou removidas do sistema drenando a água. Como resultado, ao aquecer água que foi submetida a tratamento magnético, o tamanho das aragonitas aumenta e não se forma incrustações. Com o tempo, o carbonato de cálcio de depósitos de incrustações antigas também começa a interagir e se juntar às aragonitas na água. Como resultado, a antiga incrustação é afrouxada e removida das paredes da tubulação e dos elementos de aquecimento (a remoção dos depósitos ocorre gradativamente e leva de 1 a 4 a 6 meses).Além disso, ao longo do tempo, uma fina película escura é formada em tubos e trocadores de calor, consistindo em óxidos de ferro mais elevados (Fe3O4, Fe5O6), que protege o equipamento da corrosão (a taxa de reação de corrosão, como os experimentos confirmaram, diminui em 40-75 %).
Partículas de aragonita "pegam" o carbonato de cálcio da crosta antiga, soltam-no e removem-no gradualmente. Uma película protetora se forma sob os depósitos antigos, o que impede a corrosão.
Caldeiras de descalcificação
O uso de conversores magnéticos de água é um meio eficaz de descalcificar caldeiras. Os testes de transdutores magnéticos de água em caldeiras de aquecimento doméstico e a análise dos dados obtidos permitem concluir que, durante o processamento magnético, apenas a dureza efetiva da água diminui (ou seja, nem o magnésio nem o cálcio são removidos da água). O tratamento por campo magnético reduz a tendência dos minerais dissolvidos de formar incrustações (lama e depósitos) nas caldeiras. Assim, apesar do fato de que a água permanece realmente dura (ou seja, a concentração de minerais dissolvidos não muda), ela "se comporta" como água mole. Nesse caso, os depósitos de incrustações nos elementos de aquecimento são reduzidos em até 60% ao usar as amostras de teste. Os resultados e vantagens que são alcançados pelo uso de tratamento magnético de água para vários dispositivos e dispositivos: - Uma vantagem absoluta da ativação magnética da água é a compatibilidade ambiental deste método. Não há necessidade de adição periódica de produtos químicos para combater incrustações e, além disso, a questão da poluição ambiental pela drenagem de águas residuais é eliminada; - Água amolecida promove melhor formação de espuma - o sabão normalmente “faz espuma”. Como resultado, o consumo de detergentes para lavar louça, lavar e lavar no banheiro é reduzido; - O aumento da vida útil dos equipamentos reduz o custo dos fundos para canalização e obra elétrica, manutenção periódica dos equipamentos;
Resultados do uso de transdutores magnéticos para proteger caldeiras, aquecedores de água e eletrodomésticos contra incrustações
Aquecedor elétrico de água
| A formação de uma "camada branca" de incrustações no elemento de aquecimento e no trocador de calor é evitada. Há uma limpeza gradual da incrustação antiga do trocador de calor. Reduz o ruído do dispositivo durante a operação. | |
| Caldeiras, caldeiras | Proteção contra depósitos de calcário no trocador de calor da caldeira e nas tubulações. A transferência de calor no sistema de aquecimento é aumentada. Os processos de corrosão dentro do equipamento são suprimidos, os custos com gás e eletricidade são reduzidos. |
| Lava-louças | Após a lavagem da loiça, não aparecem copos de vidro, loiça de aço inoxidável, flor branca, riscos e manchas. A vida útil do elemento de aquecimento é "estendida". |
| Máquina de café | Descalcificação do aquecedor, peças do trocador de calor e sistema de geração de vapor. Gosto de bebidas significativamente melhorado, a água não forma uma película. |
| Umidificador | Evita a formação de calcário e o entupimento dos orifícios por onde sai o ar umidificado. Nos móveis, onde a umidade do umidificador se instala, os depósitos brancos param de se formar. |
| Fazedor de gelo | A higiene e limpeza da máquina de gelo são mantidas. Os cubos de gelo não "amolecem", retêm a sua forma. Os cubos são mais transparentes, sem impurezas "desnecessárias" de gosto e cheiro. |
| Piscinas e SPA | A ativação magnética da água aumenta a eficiência ao limpar piscinas e spas de produtos orgânicos. O amolecimento ajuda a estabilizar o equilíbrio do pH e a dureza geral da água. Ajuda a dar clareza perfeita à água. |
| Lava-jato | A água amolecida não forma estrias na carroceria do carro após a lavagem. Além disso, o consumo de detergentes e cera de polimento é reduzido. |
O uso de transdutor magnético é economicamente justificado.O custo de manutenção do equipamento de aquecimento ou de um aquecedor de água, incluindo a descalcificação no trocador de calor de uma caldeira ou caldeira, com uma potência média é de 4.000 a 6.000 rublos, e a limpeza de dutos - a partir de 150 rublos. por metro em execução. A limpeza da caldeira das incrustações é feita com ácidos e álcalis, seguida da lavagem com água, gerando dor de cabeça com a eliminação das águas residuais. Ao mesmo tempo, sem mais manutenção preventiva do equipamento, a incrustação na caldeira exigirá novas infusões de caixa em 1,5-2 anos, dependendo da dureza da água. O custo de um transdutor magnético de diâmetro nominal DN12 varia de 1.000 a 1.500 rublos. Ao mesmo tempo, o dispositivo funcionará por pelo menos 10 anos praticamente sem perda de densidade do campo magnético, sem a necessidade de reagentes consumíveis, produtos químicos ou custos de energia. Vamos continuar com o tema econômico. Veja, por exemplo, o conhecido descalcificador na máquina de lavar dos comerciais de TV. 1 pacote de fundos custa cerca de 300 rublos (por 3 meses), ou seja, 12.000 rublos por 10 anos! Você pode comprar uma nova máquina de lavar. um conversor magnético de água para uma máquina de lavar custa cerca de 600-800 rublos. Conclusão: o tratamento magnético da água é uma forma eficaz, ecológica e econômica de proteção contra incrustações.
Tipos de transdutores magnéticos: Conversores magnéticos de água UDI-MAG (Itália) contra a formação de incrustações para máquinas de lavar e lava-louças
Conversores magnéticos de água UDI-MAG (Itália) contra a formação de incrustações para aquecimento de água e equipamentos de aquecimento
Transdutores magnéticos do tipo UDI-MAG de superfície de água para tubos de plástico e metal.
Descalcificação
A segunda direção que garante a manutenção da limpeza dos trocadores de calor é a sua desincrustação periódica. Isso se aplica a aparelhos domésticos e industriais.
Existem várias maneiras básicas de descalcificar o equipamento. Vamos listar os principais: lavagem química, limpeza mecânica, limpeza hidrodinâmica, limpeza por descarga elétrica. Vamos descrever resumidamente esses métodos.
Lavagem química
Lavagem química significa a dissolução de incrustações no equipamento devido à circulação nele de uma solução ácida ou alcalina aquecida.
Em geral, é criado um circuito fechado que inclui: o objeto a ser limpo, uma bomba química, um tanque intermediário e mangueiras resistentes a ácido-álcali.
Na foto: descarga química de uma caldeira a gás doméstica
Uma solução ácida, por exemplo, aquecida a uma determinada temperatura, circula em circuito fechado por várias horas, quando a incrustação se dissolve e o equipamento é lavado. Via de regra, para a lavagem química, são utilizados os ácidos clorídrico, sulfúrico, fosfórico e sulfâmico.
O esquema da reação química durante a lavagem química do equipamento com ácido sulfâmico, por exemplo, é o seguinte:
CaCO3 + 2NH2SO3H Ca (NH2SO3) 2 + H2O + CO2
Também são usados concentrados de ácidos de baixo peso molecular (LMAs). Em alguns casos, por exemplo, para preparar o equipamento para a partida e limpá-lo da poluição industrial: óleos, ferrugem e incrustações, utiliza-se alcalinização cáustica.
A descarga química é indispensável para caldeiras de tubo de água quente como KVGM, PTVM, NR, ZIO de produção russa, bem como caldeiras de tubo de incêndio de todos os tipos Viessman, Bosh, ICI, Loose e outros fabricantes. Isso se deve ao fato de que, estruturalmente, essas caldeiras não possuem acesso aberto às suas tubulações, razão pela qual a lavagem com ácido passa a ser o único caminho possível.
Descalcificação mecânica
Um dos métodos mais comuns e conhecidos de descalcificação de caldeiras e outros equipamentos. O método consiste no fato de que um cortador mecânico (broca, cortador) é inserido no tubo a ser limpo, que gira no tubo devido a um acionamento elétrico ou pneumático.Devido à rotação mecânica, as bordas afiadas do cortador efetivamente limpam a camada de escama existente. Porém, com este método de limpeza, é possível que o cortador de rolos atue sobre a superfície dos tubos a serem limpos que não podem ser normalizados, o que em alguns casos pode levar ao adelgaçamento de suas paredes. Apesar disso, o método conta com diversos adeptos, e nossa empresa dispõe de equipamentos para limpeza mecânica. O método é usado para descalcificar caldeiras a vapor, como DE, DKVR, KE, ShB, E, tubos de trocadores de calor na indústria de açúcar, química, etc.
Descalcificação hidrodinâmica
O princípio da limpeza hidrodinâmica baseia-se no facto de a água, sob alta pressão, ser fornecida através de uma mangueira de alta pressão e de um bocal na tubagem, o que garante a sua descalcificação. Este método é eficaz para equipamentos que têm acesso aberto às tubulações a serem limpas - trocadores de calor, caldeiras, caldeiras a vapor E, DKV, DE, KE.
Na foto: lavagem hidrodinâmica do trocador de calor com uma unidade de alta pressão (GUVD)
