Tipos comunes de inhibidores de corrosión de calderas y cuándo usarlos
Diferentes químicas inhibidoras abordan diferentes mecanismos de corrosión. Elija según el tipo de caldera (vapor versus agua caliente cerrada), la química del agua, la metalurgia y los límites regulatorios/de descarga.
Eliminadores de oxígeno (p. ej., sulfito de sodio, alternativas a la hidracina)
Propósito: Eliminar el oxígeno disuelto para evitar picaduras y corrosión debajo del depósito. Típico para el tratamiento de agua de alimentación en sistemas de vapor y para reposición desaireada donde permanece oxígeno residual.
Aminas filmadoras (aminas volátiles)
Propósito: Formar una fina película hidrofóbica sobre las superficies metálicas del lado del vapor y del condensado para proteger las líneas de condensado, trampas de vapor e intercambiadores de calor. Se utiliza en sistemas donde la corrosión por condensación (corrosión por neutralización) es común.
Fortalecedores de fosfato/alcalinidad
Propósito: Mantener la alcalinidad del agua a granel y formar capas protectoras de fosfato sobre el acero en calderas de baja presión o sistemas de agua de reposición. Debe controlarse para evitar el arrastre y la deposición.
Nitrito/molibdato para sistemas de circuito cerrado
Propósito: Proporcionar inhibición de la corrosión para metales ferrosos en sistemas cerrados de agua caliente (por ejemplo, hidrónicos). El nitrito se utiliza normalmente para sistemas cerrados oxigenados; Se puede elegir molibdato cuando el nitrito es incompatible.
Dispersantes poliméricos e inhibidores de umbral
Propósito: Mantener dispersos los óxidos de hierro y los precipitados de dureza para que no formen sitios de corrosión densos debajo de los depósitos. A menudo se utiliza en combinación con otros inhibidores.
Cómo seleccionar el programa inhibidor adecuado
La selección requiere equilibrar la metalurgia del sistema, la calidad del agua de alimentación, la presión/temperatura de funcionamiento, las limitaciones ambientales y la compatibilidad con los productos químicos existentes.
- Identificar los mecanismos de corrosión dominantes (picaduras de oxígeno, corrosión uniforme general, corrosión por grietas, corrosión por condensado).
- Mapee los materiales del sistema (acero al carbono, aleaciones de cobre, grados de acero inoxidable) y priorice la protección de las partes más vulnerables.
- Revise los límites regulatorios para efluentes (fosfato, nitrito, molibdato) y elija productos químicos que cumplan con las restricciones de descarga.
- Verifique la compatibilidad química con los biocidas, inhibidores de incrustaciones y productos químicos suavizantes/regeneradores existentes.
- Realice una prueba de rendimiento y compatibilidad en laboratorio a pequeña escala (cupón o cilindro giratorio) antes de la adopción a gran escala.
Principios de dosificación y ejemplo de cálculo
Los objetivos de dosificación normalmente se expresan como mg/L (ppm) de inhibidor activo. Opciones de estrategia de dosificación: alimentación continua (preferida para sistemas de estado estacionario) o dosificación por disparo periódico (utilizada para mantenimiento o arranque).
Pasos prácticos de dosificación
- Establezca la concentración residual objetivo para el inhibidor (p. ej., 150 a 300 ppm para algunas aminas formadoras de película o 200 ppm de activo para un eliminador de oxígeno específico; siga las instrucciones del fabricante).
- Mida el volumen del sistema con precisión (litros o galones), incluidas las tuberías y las rutas de retorno de condensado.
- Elija los puntos de alimentación donde el producto químico se mezclará rápidamente (línea de agua de alimentación/reposición, retorno de condensado para la formación de películas de aminas).
- Utilice una bomba dosificadora de tamaño adecuado para mantener la concentración objetivo dadas las tasas de reposición y purga.
Ejemplo de cálculo (dígito por dígito)
Supongamos que el volumen del sistema = 10 000 L y el inhibidor objetivo = 200 mg/L (ppm) activo. Cálculo:
Paso 1: multiplicar el volumen por la concentración objetivo: 10.000 × 200 = 2.000.000 (unidades: mg).
Paso 2: Convertir mg a gramos: 2.000.000 ÷ 1.000 = 2.000 g.
Paso 3: Convertir gramos a kilogramos: 2000 ÷ 1000 = 2 kg.
Masa requerida de inhibidor activo = 2 kg para alcanzar 200 mg/L en 10 000 L.
Controles de seguimiento y análisis
Implemente un programa de monitoreo que verifique la presencia de inhibidores y la condición del sistema; no confíe únicamente en los tiempos de funcionamiento de la bomba.
Medidas de rutina esenciales
- Inhibidor residual (kits de prueba específicos del fabricante o análisis de laboratorio) - frecuencia: diaria a semanal dependiendo de la criticidad.
- El pH del agua de alimentación, del agua de la caldera y del condensado controla la alcalinidad y ayuda a detectar el ataque de ácido o la sobrealimentación.
- Oxígeno disuelto (OD) en el aporte y después del desaireador: confirma la eficacia del eliminador de oxígeno.
- Concentraciones de hierro (Fe) y cobre (Cu) en ppm o ppb; los niveles crecientes indican actividad de corrosión.
- Sólidos totales disueltos (TDS) / conductividad y verificación del control de purga.
- Inspección visual de trampas, filtros y puntos de muestra; pruebas periódicas de exposición de cupones metálicos para determinar la velocidad de corrosión (mm/año).
Puntos de inyección, equipos y estrategias de control
La ubicación adecuada de la inyección determina el rendimiento. Para productos químicos volátiles, inyecte en el agua de alimentación o en el retorno de vapor/condensado; para inhibidores a granel, se inyecta en el agua de alimentación o en el pozo caliente.
- Tanque de agua de alimentación/desaireador: Bueno para eliminadores de oxígeno y productos químicos alcalinizados a granel.
- Hotwell/retorno de condensado: Preferido para la formación de películas de aminas para proteger las líneas de condensado y los intercambiadores de calor.
- Línea de alimentación de la caldera aguas abajo del desaireador: garantiza la mezcla con agua a granel antes de convertirla en vapor.
- Utilice bombas dosificadoras y válvulas de retención de contrapresión no corrosivas que cumplan con NSF/ASME; Instale puertos de muestra aguas arriba y aguas abajo de los puntos de inyección.
Solución de problemas comunes
La rápida identificación de problemas de alimentación o compatibilidad reduce el tiempo de inactividad. Utilice síntomas de datos medidos para aislar problemas.
Síntoma: niveles persistentemente altos de hierro en el agua de la caldera
- Posibles causas: dosificación insuficiente, zonas muertas con entrada de oxígeno, mala desaireación. Acciones: verificar el residuo, aumentar la inyección de eliminador de OD, inspeccionar el desaireador y el retorno de condensado en busca de fugas de aire.
Síntoma: formación de espuma o arrastre
- Posibles causas: exceso de fosfato u compuestos orgánicos; precipitados difíciles de disolver; aminas condensables que causan arrastre. Acciones: realizar controles de sílice y fosfato, reducir la concentración de fosfato, confirmar el control de purga de la caldera.
Síntoma: corrosión por condensado
- Posibles causas: pH bajo del condensado, arrastre ácido, ausencia de película de amina. Acciones: medir el pH del condensado, considerar neutralizar el condensado o inyectar una película de amina en el retorno del condensado.
Compatibilidad, seguridad y consideraciones medioambientales
Tenga en cuenta las interacciones multiquímicas, la seguridad del personal y los límites de descarga de aguas residuales.
- Compatibilidad: nunca mezcle sustancias químicas desconocidas sin realizar pruebas de laboratorio. Los nitritos pueden reaccionar con ciertas aminas y sustancias orgánicas. La sobrealimentación de fosfato provoca deposición; equilibre con dispersante.
- Seguridad: Muchos captadores de oxígeno y productos de aminas concentradas son peligrosos: utilice PPE, barreras de almacenamiento y planes de respuesta a derrames adecuados.
- Regulatorio: verifique los límites de descarga locales para fosfato, molibdato y nitrito. Cuando la descarga esté restringida, opte por productos químicos de bajo impacto o tratamiento in situ antes de la descarga.
Mantenimiento de registros y KPI
Mantenga un registro simple que vincule los registros de alimentación de químicos con los resultados del monitoreo y los eventos de mantenimiento. Los KPI útiles incluyen la tasa de corrosión (mm/año), la tendencia de ppm de Fe, el inhibidor residual y la frecuencia de purga.
| Tipo de inhibidor | Residual objetivo típico | Aplicación primaria | Limitación clave |
|---|---|---|---|
| Eliminadores de oxígeno (sulfito, otros) | 50–300 mg/L (depende del producto) | Desaireación del agua de alimentación con vapor | Consumo de oxígeno; requiere una estequiometría correcta |
| Filmando aminas | 1–20 mg/L (ppm) como activo | Protección de condensado y líneas de retorno. | Volatilidad; punto de dosificación crítico |
| Fosfatos | 30–200 mg/L (como P) | Control de alcalinidad, calderas de baja presión. | Riesgo de formación de lodo/espuma en caso de sobrealimentación |
| Nitrito / Molibdato | 100–1000 mg/L (varía) | Protección contra la corrosión hidrónica de circuito cerrado | Preocupaciones por toxicidad/descarga ambiental |
Lista de verificación de implementación práctica
- Auditar los volúmenes de agua del sistema, la metalurgia y la química de reposición.
- Elija una familia de inhibidores que coincida con el mecanismo de corrosión primario.
- Ejecute un cupón de banco o una prueba de laboratorio para confirmarlo antes del lanzamiento en toda la planta.
- Instale medidores, puertos de muestreo y procedimientos operativos estándar claros para la alimentación y el monitoreo.
- Registre los resultados y ajuste las tasas de alimentación según los residuos medidos y las tendencias del hierro.
Seguir estos pasos prácticos reducirá las tasas de corrosión, reducirá el mantenimiento no programado y extenderá la vida útil de los componentes. Si lo desea, puedo producir una hoja de trabajo de dosificación imprimible o un POE de muestra para el control del inhibidor de alimentación continua adaptado al volumen de su sistema y a la tasa de reposición.
