Механізм захисної дії деяких поверхнево-активних речовин в мережній воді систем централізованого теплопостачання

Abstract

Проблема боротьби з накипоутворенням та корозією є дуже гострою та актуальною для теплоенергетики. Особливо гостро проблема стоїть у системах централізованого теплопостачання в містах країн Східної Європи та колишнього СРСР. Традиційні методи боротьби з накипоутворенням та корозією на сьогодні не задовольняють експлуатаційні організації з багатьох причин, серед яких і з економічної точки зору. Одним з перспективних нових методів боротьби з корозією та накипоутворенням є модифікація мережевої води додаванням поверхнево-активних речовин (ПАР). Існує багато ПАР різної хімічної природи. Одні з них добре підходять для боротьби з накипоутворенням, інші – з корозією. Серед них є вузький клас, який можна використовувати одночасно і проти накипоутворення і проти корозії. Кафедра теплотехніки Київського національного університету будівництва і архітектури веде дослідження дії саме таких ПАР. У ході досліджень уперше зафіксовано новий механізм дії таких ПАР, який описаний в даній статті. Отримані в ході постановочних експериментів дані та їхній аналіз показує, що вплив вибраних авторами поверхнево-активних речовин забезпечує захист поверхонь нагріву та трубопроводів СЦТ від корозії. Аналіз процесів, що призводять до позитивного ефекту показує, що дія ефірів жирних органічних кислот має подвійний ефект – по-перше це відомий ефект утворення «частоколу Ленгмюра», а по-друге утворення під ним другого захисного шару – плівки з оксиду заліза Fe3O4, що при його щільній структурі захищає додатково поверхню металу від розчиненого у воді кисню.

Тhe problem of controlling scale formation and corrosion is very acute and relevant for heat power engineering. Particularly acute problem is in centralized heat supply systems in the cities of Eastern Europe and the former Union of Soviet Socialist Republics. Traditional methods of controlling scale formation and corrosion to date are not satisfactory by the operating organizations for many reasons, including from an economic point of view. One of the promising new methods for controlling corrosion and scale formation is the modification of network water by the addition of surfactants (surfactants). There are many surfactants of different chemical nature. Some of them are well used in the fight against scale formation, others with corrosion. Among them there is a narrow class, which can be used simultaneously and against scale formation and corrosion. The Department of Heating Engineering is investigating the effect of such surfactants. In the course of the investigations, a new mechanism for the operation of such surfactants, described in this article, was recorded for the first time. The data obtained during the staging experiments and their analysis shows that the influence of the surfactants chosen by the authors is to ensure the protection of the heating surfaces and the corrosion-resistant PVC pipelines. The analysis of the processes leading to a positive effect shows that the effect of esters of fatty organic acids has a double effect -firstly, the well-known effect of the formation of the "palm of Langmuir", and the second formation under it of the second protective layer - films of iron oxide Fe3O4, which, when it The dense structure further protects the metal surface from dissolved oxygen in water. The authors developed a further program of conducting experimental research in order to reach the development of technological regulations for the treatment of network water of district heating systems with surfactants.