
أسباب وتأثيرات الترسبات scaling في أنظمة المياه
إن وجود الترسبات scaling في أنظمة المياه في محطات الطاقة ومحطات التدفئة والتبريد وغيرها من مرافق العمليات، يمكن أن يقلل من كفاءة التطبيقات المختلفة عن طريق منع التدفق وتقليل قدرات نقل الحرارة لأنظمة الأنابيب. الترسبات أو الـ Scaling عبارة عن طبقة كثيفة من مادة غير عضوية. تتشكل عندما تترسب الملوثات القابلة للذوبان في الماء. تؤدي هذه الترسبات على الأسطح إلى ضعف نقل الحرارة. قد تؤثر الترسبات على كل من أنظمة مياه الغلايات ومياه التبريد. إنها أقل إثارة للقلق في أنظمة مياه التبريد المغلقة.
ما هي أسباب تكون الترسبات scaling
تتكون الترسبات Scaling من الأملاح ذات القابلية المحدودة للذوبان. تصل هذه الأملاح إلى موقع الرواسب وترسب عند تركيزها عن طريق التبخر. تشمل الملوثات الشائعة التي يمكن أن تشكل رواسب الكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والنحاس والألمنيوم والسيليكا وبدرجة أقل الطمي والنفط. يمكن تصنيف معظم الرواسب إلى نوعين:
- الرواسب التي تبلورت مباشرة على أسطح الأنابيب
- رواسب الحمأة التي ترسبت في مكان آخر وتم نقلها إلى سطح المعدن بواسطة المياه المتدفقة
يمكنك التعرف على المزيد من أنواع الترسبات المتوقع تواجدها على أغشية أنظمة المياه المختلفة.
التكلس بواسطة مياه التبريد التي تتدفق على السطح التكلس عادةً ما لا يشكل مشكلة كبيرة في أنظمة مياه التبريد المغلقة بسبب الحاجة القليلة إلى مياه التعبئة. وهذا يسمح باستخدام مياه التداول ومياه التعبئة ذات الجودة العالية التي تكون غالية بشكل آخر. ومع ذلك، على مدى فترة طويلة، حتى كميات صغيرة من مياه التعبئة الصلبة ستسبب تراكمات تكلس في النظام.
بعض الترسبات الشائعة في أنظمة مياه التبريد هي
- كربونات الكالسيوم
- فوسفات الكالسيوم
- سيليكات المغنيسيوم
- السيليكا
العوامل المؤثرة على تطور تكون الرواسب scaling
تحدد أربعة عوامل رئيسية ما إذا كانت المياه تشجع على تكوين الرواسب. مع تغير أي من هذه العوامل، تتغير أيضًا ميول التبلور:
- درجة الحرارة
- القلوية أو الحموضة (درجة الحموضة)
- كمية المادة المكونة للتبلور الموجودة
- تأثير المواد المذابة الأخرى، والتي قد تكون أو لا تكون مكونة للتبلور
كيف يحدث التكلس؟
يحدث التكلس عندما تتجاوز أيونات المواد المذابة في الماء الذوبانية. معظم الأملاح تصبح أكثر ذوبانًا مع زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك، تصبح بعض الأملاح أقل ذوبانًا مع زيادة درجة الحرارة، مثل كربونات الكالسيوم، وبالتالي تسبب غالبًا في تكوين الرواسب عند درجات حرارة أعلى.
يمكن أن يؤثر التغيير في الرقم الهيدروجيني بشكل كبير على تكوين الترسبات التكلسية. على سبيل المثال، مع زيادة القلوية، ينخفض ذوبان كربونات الكالسيوم ويترسب في نهاية المطاف على الأسطح النظامية. وبعض المواد مثل السيليكا أقل ذوبانًا في قلوية أقل.
عندما تتجاوز كمية المواد التي تتكلس المذابة في الماء نقطة التشبع، قد تحدث تكلسات. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤثر المواد الصلبة الأخرى المذابة على قابلية تكوين الترسبات التكلسية. بشكل عام، كلما زادت مستويات المواد الصلبة المذابة التي تتكلس، زادت فرص تكوين التكلسات.
طرق التحكم في التكلسات
هناك أربع وسائل أساسية للتحكم في التكلسات:
- الحد من تركيز المعادن المكونة للتكلسات: وذلك من خلال التحكم في نسبة التركيز أو إزالة المعادن قبل دخولها إلى النظام. “نسبة التركيز” هي نسبة المواد الصلبة الذائبة في ماء البث إلى المواد الصلبة الذائبة في ماء التعبئة. باختصار، استخدم مياه التعبئة عالية الجودة.
- إضافة الحمض للحفاظ على المعادن المسببة للتكلس مذابة: معظم المعادن تكون أكثر ذوبانًا عند انخفاض درجة الحموضة (pH).
- إجراء تغييرات ميكانيكية في النظام لتقليل فرص تكون التكلس: يمكن أن تشمل هذه التغييرات زيادة تدفق المياه وتبادل الحرارة مع مساحات سطحية أكبر.
- المعالجة بالمواد الكيميائية المصممة لمنع التكلس.