Хлориды и сульфаты повышают коррозионную агрессивность оборотной воды. Адсорбируясь на поверхности металла, они образуют соединения, обладающие хорошей растворимостью, что приводит к увеличению скорости коррозии сталей. Наиболее агрессивны хлорид-ионы, способные легко проникать через защитные поверхностные пленки металла. Скорость коррозии углеродистой стали в воде, содержащей хлориды при температуре 80 °С, растет до 2,6 г/(м2-ч), при увеличении концентрации хлоридов до 180 мг/л и далее она остается практически постоянной (рис. 10.1). При температуре 40 °С скорость коррозии равномерно увеличивается до 2 г/(м2-ч) при росте концентрации хлоридов примерно до 5500 мг/л.
Рис. 10.1. Зависимость скорости коррозии стали СтЗ от концентрации хлорид-ионов в дистиллированнной воде [11]
Скорость коррозии в зависимости от концентрации сульфат-ионов возрастает в интервале концентраций 50—500 мг/л и в дальнейшем существенно не изменяется [11] (рис. 10.2).
Хлориды и сульфаты стимулируют образование рыхлых пористых осадков продуктов коррозии, слабо тормозящих коррозионный процесс и легко смываемых потоком воды. Продукты коррозии углеродистой стали утрачивают защитные свойства при концентрации хлоридов 75 мг/л, а защитное действие карбонатных пленок ухудшается при концентрации сульфат-ионов более 100 мг/л [3, 8]. Хлориды и сульфаты в оборотной воде способствуют возникновению локализованных коррозионных поражений на поверхности стали.
Рис. 10.2. Зависимость скорости коррозии стали СтЗ от концентрации сульфат-ионов в дастиллированной воде (температура 40 °С) (11)
Общее солесодержание является суммарной косвенной характеристикой коррозионной агрессивности. Так, в пределах одной величины солесодержания в зависимости от концентраций составляющих минеральных солей возможно наличие вод различной степени агрессивности. В зависимости от количества солей кальция и магния воды разделяются на жесткие и мягкие. В мягких водах скорость коррозии максимальна, в то время как в жестких из-за образования отложений карбонатов кальция и магния скорость коррозии незначительна. Однако в целом с ростом солесодержания воды при отсутствии на металле защитных пленок наблюдается увеличение скорости коррозии углеродистых и низколегированных сталей вследствие увеличения электрической проводимости среды, влияния растворимых газов, хлоридов и сульфатов. Максимум отвечает суммарному и наиболее агрессивному проявлению этих факторов и зависит от их взаимного сочетания. При содержании в охлаждающей воде до 100 мг/л солей в большинстве случаев серьезных коррозионных проблем не возникает. Положение становится более сложным при концентрации солей до 2000 мг/л и выше ]6]. При этом усиленной коррозии подвержены не только углеродистые и низколегированные стали, но и ряд более коррозионно-стойких материалов.
Органические вещества (нефтепродукты, продукты органического синтеза, гуминовые кислоты и др.) попадают в оборотные воды через дефекты соединений и сквозные коррозионные поражения металла технологического оборудования, из почвы, в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Ряд органических веществ имеет кислый характер и снижает pH воды, увеличивая при этом скорость коррозии. Присутствие в воде нефтепродуктов увеличивает транспорт кислорода к поверхности металла [12]. Это обусловлено возникновением на границе раздела фаз нефтепродукт — вода сил межфазного натяжения, способствующих турбулизации потока и усилению перемешивания воды. Скорость коррозии в результате этого увеличивается.
Механические примеси: частицы песка, продукты коррозии, карбонатные отложения, водоросли, ил — при движении воды способны разрушать поверхностную пленку и усиливать разрушение металла в 2 — 3 раза [13]. При повышенных скоростях потоков для углеродистых сталей, сталей марок 20X13, 12Х18Н10Т, чугуна СЧ21-40 и других материалов существуют предельные концентрации взвешенных веществ (150 — 600 мг/л), при превышении которых стойкость металла в воде резко понижается [14].
При малых скоростях потоков механические примеси, отлагающиеся на поверхности металла, приводят к снижению эффективности работы конденсационно-холодильного оборудования, вызывают закупоривание трубок пучков, усиливают локальные коррозионные процессы вследствие возникновения пар дифференциальной аэрации.