Optimale Chlorwerte in offenen Kühlkreisläufen aufrechterhalten

Einleitung

Offene Systeme sind eine Methode zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen zur Kühlung von Kraftwerken und Produktionsanlagen. Ein offener Wasserkreislauf wird durch natürliche Wasserquellen aus Grundwasser und Seen angetrieben. Das System ist mit Metallpumpen gebaut, die das Wasser ansaugen und an eine andere Quelle zurückgeben. Diese Elemente enthalten Chloridkonzentrationen, die die Metallstrukturen korrodieren können, die das offene Wassersystem beherbergen.

Chlor-Grundlagen

Chlor ist für offene Wasserkreisläufe wichtig. Es reinigt und desinfiziert das System und verhindert, dass mikrobielle Organismen wachsen und gedeihen. Der Central Utah Water Conservancy District erklärt, dass „Die typische Vor-Chlor-Dosis etwa 0,8 mg/L beträgt und die typische Nach-Filter-Chlor-Dosis etwa 0,7 mg/L mit dem Chlorrest im Bereich von 0,8 bis 1,0 mg/L, der die TWRs verlässt.“ Je nach Ihren Stahlmaterialien können Sie jedoch bis zu 1,5 mg/L gehen.

Spannungskorrosionsrissbildung

Wenn Metall korrodiert, kann es in der Region reißen, in der die Korrosion unbeaufsichtigt gewachsen ist. Edelstahl und Messing sind die am häufigsten verwendeten Metalle in offenen Kühlsystemen. Chlorid ist der Hauptverursacher bei dieser Art von Korrosion. Mit steigender Temperatur steigen auch die Auswirkungen der Spannungskorrosionsrissbildung. Mit steigenden Chloridkonzentrationen steigt auch das Potenzial der Spannungskorrosionsrissbildung. Ein Bericht von General Electric besagt, dass „Chlorid von 100 ppm [parts per million] im Großwasser auf bis zu 10.000 ppm (1 %) in einer Felge (<103 KBE/mL) konzentriert werden kann.“

Lochfraß

Chlor verursacht eine Form von Korrosion namens Lochfraß auf Aluminium. Im Gegensatz zur Spannungskorrosionsrissbildung benötigt Chlor die Anwesenheit von Sauerstoff, um das Metall in einem offenen Wasserkreislauf zu polarisieren. Lochfraß tritt auf, wenn die Oxidschicht von Aluminium abbricht; hohe Chlorwerte verursachen den Abbau dieser Schicht. Die Chlorwerte müssen überprüft werden, um sicherzustellen, dass der pH-Wert des Wassers zwischen 4,0 und 8,5 bleibt. Offene Aluminium-Kühlsysteme müssen auch Chloridkonzentrationen unter 100 ppm in einer oxidierenden Umgebung aufrechterhalten.

Temperaturkontrolle

Risse und Lochfraß können zu Systemausfällen führen. Temperatur spielt eine Rolle bei der Korrosion. Ein Bericht von NACE International besagt: „Wenn die Temperaturen unter 140 °F (60 °C) begrenzt werden, kann die Chlorid-Spannungskorrosionsrissbildung kontrolliert werden. In den meisten nuklearen Servicewasseranlagen wird die Temperatur auf etwa 125–128 °F (52–53 °C) kontrolliert, was unter der Schwelle für Chlorid-Spannungskorrosionsrissbildung liegt.“ (Referenz 3, S. 3-4,12)