Tipos comuns de inibidores de corrosão de caldeiras e quando usá-los
Diferentes produtos químicos inibidores abordam diferentes mecanismos de corrosão. Escolha com base no tipo de caldeira (vapor vs. água quente fechada), química da água, metalurgia e limites regulatórios/de descarga.
Eliminadores de oxigênio (por exemplo, sulfito de sódio, alternativas de hidrazina)
Objetivo: Remover o oxigênio dissolvido para evitar corrosão por pite e subdepósito. Típico para tratamento de água de alimentação em sistemas de vapor e para reposição desaerada onde permanece oxigênio residual.
Filmagem de Aminas (aminas voláteis)
Finalidade: Formar uma fina película hidrofóbica nas superfícies metálicas do lado do condensado e do vapor para proteger as linhas de condensado, purgadores de vapor e trocadores de calor. Usado em sistemas onde a corrosão condensada (corrosão de neutralização) é comum.
Construtores de Fosfato/Alcalinidade
Objetivo: Manter a alcalinidade da água a granel e formar camadas protetoras de fosfato no aço em caldeiras de baixa pressão ou sistemas de água de reposição. Deve ser controlado para evitar transferência e deposição.
Nitrito/Molibdato para Sistemas de Circuito Fechado
Objetivo: Fornecer inibição de corrosão para metais ferrosos em sistemas fechados de água quente (por exemplo, hidrônicos). Nitrito normalmente usado para sistemas fechados oxigenados; o molibdato pode ser escolhido onde o nitrito for incompatível.
Dispersantes poliméricos e inibidores de limiar
Finalidade: Manter os óxidos de ferro e os precipitados de dureza dispersos para que não formem locais de corrosão densos e com baixo depósito. Freqüentemente usado em combinação com outros inibidores.
Como selecionar o programa inibidor correto
A seleção requer balanceamento da metalurgia do sistema, qualidade da água de alimentação, pressão/temperatura operacional, restrições ambientais e compatibilidade com produtos químicos existentes.
- Identifique os mecanismos de corrosão dominantes (corrosão por corrosão por oxigênio, corrosão uniforme geral, corrosão em frestas, corrosão condensada).
- Mapeie os materiais do sistema (aço carbono, ligas de cobre, aços inoxidáveis) e priorize a proteção das partes mais vulneráveis.
- Revise os limites regulatórios para efluentes (fosfato, nitrito, molibdato) e escolha produtos químicos que atendam às restrições de descarga.
- Verifique a compatibilidade química com biocidas, inibidores de incrustações e produtos químicos de amaciamento/regeneração existentes.
- Realize um teste de compatibilidade e desempenho em laboratório em pequena escala (cupom ou cilindro rotativo) antes da adoção em grande escala.
Princípios de dosagem e exemplo de cálculo
Os alvos de dosagem são normalmente expressos em mg/L (ppm) de inibidor ativo. Opções de estratégia de dosagem: alimentação contínua (preferida para sistemas em estado estacionário) ou dosagem periódica (usada para manutenção ou inicialização).
Etapas práticas de dosagem
- Estabeleça a concentração residual alvo para o inibidor (por exemplo, 150-300 ppm para algumas aminas de filmagem ou 200 ppm ativo para um eliminador de oxigênio específico - siga as orientações do fabricante).
- Meça o volume do sistema com precisão (litros ou galões), incluindo tubulações e caminhos de retorno de condensado.
- Escolha o(s) ponto(s) de alimentação onde o produto químico se misturará rapidamente (linha de reposição/água de alimentação, retorno de condensado para filmagem de aminas).
- Use uma bomba dosadora dimensionada para manter a concentração alvo, dadas as taxas de reposição e purga.
Cálculo de exemplo (dígito por dígito)
Suponha que o volume do sistema = 10.000 L e o inibidor alvo = 200 mg/L (ppm) ativo. Cálculo:
Passo 1: Multiplique o volume pela concentração alvo: 10.000 × 200 = 2.000.000 (unidades: mg).
Etapa 2: Converter mg em gramas: 2.000.000 ÷ 1.000 = 2.000 g.
Etapa 3: Converta gramas em quilogramas: 2.000 ÷ 1.000 = 2 kg.
Massa necessária de inibidor ativo = 2 kg para atingir 200 mg/L em 10.000 L.
Monitoramento e Controles Analíticos
Implemente um programa de monitoramento que verifique a presença do inibidor e a condição do sistema — não confie apenas nos tempos de funcionamento da bomba.
Medições essenciais de rotina
- Residual do inibidor (kits de teste específicos do fabricante ou análise laboratorial) — frequência: diária a semanal, dependendo da criticidade.
- pH da água de alimentação, água da caldeira e condensado — controla a alcalinidade e ajuda a detectar ataque ácido ou superalimentação.
- Oxigênio dissolvido (OD) na composição e pós-desaerador — confirma a eficácia do eliminador de oxigênio.
- Concentrações de ferro (Fe) e cobre (Cu) em ppm ou ppb – níveis crescentes indicam atividade de corrosão.
- Total de sólidos dissolvidos (TDS) / verificação de condutividade e controle de purga.
- Inspeção visual de purgadores, filtros e pontos de amostragem; testes periódicos de exposição de cupons de metal para taxa de corrosão (mm/ano).
Pontos de injeção, equipamentos e estratégias de controle
O local adequado da injeção determina o desempenho. Para produtos químicos voláteis, injetar na água de alimentação ou no retorno de vapor/condensado; para inibidores a granel, injetar na água de alimentação ou no poço quente.
- Tanque/desaerador de água de alimentação: Bom para eliminadores de oxigênio e produtos químicos de alcalinidade em massa.
- Hotwell/retorno de condensado: Preferido para filmar aminas para proteger linhas de condensado e trocadores de calor.
- Linha de alimentação da caldeira a jusante do desaerador: garante a mistura na água antes de transformar-se em vapor.
- Use bombas dosadoras não corrosivas e em conformidade com NSF/ASME e válvulas de retenção de contrapressão; instale portas de amostra a montante e a jusante dos pontos de injeção.
Solução de problemas comuns
A rápida identificação de problemas de alimentação ou compatibilidade reduz o tempo de inatividade. Use sintomas de dados medidos para isolar problemas.
Sintoma: ferro persistentemente alto na água da caldeira
- Causas possíveis: subdosagem, pontos mortos com entrada de oxigénio, má desaeração. Ações: verificar os resíduos, aumentar o disparo do coletor de OD, inspecionar o desaerador e o retorno do condensado quanto a vazamentos de ar.
Sintoma: Espuma ou Transferência
- Possíveis causas: excesso de fosfato ou produtos orgânicos; precipitados difíceis de dissolver; aminas condensáveis causando carryover. Ações: executar verificações de sílica e fosfato, reduzir a concentração de fosfato, confirmar o controle de purga da caldeira.
Sintoma: Corrosão Condensada
- Possíveis causas: baixo pH do condensado, arraste ácido, ausência de película de amina. Ações: medir o pH do condensado, considerar neutralizar o condensado ou filmar a injeção de amina no retorno do condensado.
Compatibilidade, segurança e considerações ambientais
Esteja atento às interações multiquímicas, à segurança do pessoal e aos limites de descarga de águas residuais.
- Compatibilidade: Nunca misture produtos químicos desconhecidos sem testes de laboratório. Os nitritos podem reagir com certas aminas e produtos orgânicos. A superalimentação de fosfato causa deposição – equilíbrio com dispersante.
- Segurança: Muitos eliminadores de oxigênio e produtos de amina concentrada são perigosos – use EPI apropriado, barreiras de armazenamento e planos de resposta a derramamentos.
- Regulatório: Verifique os limites locais de descarga de fosfato, molibdato e nitrito. Onde a alta for restrita, opte por produtos químicos de baixo impacto ou tratamento no local antes da alta.
Manutenção de registros e KPIs
Mantenha um registro simples que vincule os registros de alimentação de produtos químicos aos resultados de monitoramento e eventos de manutenção. KPIs úteis incluem taxa de corrosão (mm/ano), tendência de ppm de Fe, inibidor residual e frequência de purga.
| Tipo de inibidor | Resíduo Alvo Típico | Aplicação Primária | Limitação de chave |
|---|---|---|---|
| Eliminadores de oxigênio (sulfito, outros) | 50–300 mg/L (dependente do produto) | Desaeração da água de alimentação a vapor | Consumo de oxigênio; requer estequiometria correta |
| Filmando Aminas | 1–20 mg/L (ppm) como ativo | Proteção de condensado e linhas de retorno | Volatilidade; ponto de dosagem crítico |
| Fosfatos | 30–200 mg/L (como P) | Controle de alcalinidade, caldeiras de baixa pressão | Risco de lama/espuma se superalimentado |
| Nitrito / Molibdato | 100–1000 mg/L (varia) | Proteção contra corrosão hidrônica em circuito fechado | Preocupações com toxicidade/descarga ambiental |
Lista de verificação de implementação prática
- Audite os volumes de água do sistema, metalurgia e química de reposição.
- Escolha uma família de inibidores que corresponda ao mecanismo de corrosão primário.
- Execute um cupom de bancada ou teste de laboratório para confirmação antes da implementação em toda a fábrica.
- Instale medidores, portas de amostragem e libere POPs para alimentação e monitoramento.
- Registre os resultados e ajuste as taxas de alimentação com base nos resíduos medidos e nas tendências de ferro.
Seguir estas etapas práticas reduzirá as taxas de corrosão, diminuirá a manutenção não programada e prolongará a vida útil dos componentes. Se você quiser, posso produzir uma planilha de dosagem para impressão ou um POP de amostra para controle de inibidor de alimentação contínua adaptado ao volume do seu sistema e taxa de reposição.
