Kyselina izokyanurová, chemická zlúčenina so vzorcom C3H3N3O3, je dobre známa chemikália v aplikáciách na úpravu vody. Ako dodávateľ kyseliny izokyanurovej som bol svedkom jej širokého využitia v rôznych vodných systémoch, od bazénov až po priemyselné chladiace veže. V tomto blogu sa ponorím do toho, ako kyselina izokyanurová ovplyvňuje rýchlosť korózie kovov vo vodných systémoch.
Úloha kyseliny izokyanurovej vo vodných systémoch
Kyselina izokyanurová sa často používa ako stabilizátor chlóru vo vode. Do bazénov sa napríklad pridáva chlór, ktorý ničí baktérie a iné škodlivé mikroorganizmy. Slnečné žiarenie však môže voľný chlór rýchlo rozložiť, čím sa zníži jeho účinnosť. Kyselina izokyanurová tvorí s chlórom komplex, ktorý ho chráni pred degradačnými účinkami ultrafialového (UV) svetla. To umožňuje, aby chlór zostal vo vode dlhší čas a poskytoval nepretržitú dezinfekciu.
V priemyselných vodných systémoch, ako sú chladiace veže, sa môže kyselina izokyanurová použiť aj v kombinácii s inými chemikáliami na úpravu vody, napr.Dichlórizokyanurát sodný. Dichlórizokyanurát sodný je chlórovaný izokyanurát, ktorý po rozpustení vo vode uvoľňuje chlór aj kyselinu izokyanurátovú. Je vhodným zdrojom dezinfekčného prostriedku aj stabilizátora.
Korózia vo vodných systémoch
Korózia je hlavným problémom vo vodných systémoch. Môže to viesť k poškodeniu kovových potrubí, čerpadiel a iných zariadení, čo má za následok netesnosti, zníženú účinnosť a zvýšené náklady na údržbu. Korózia kovov vo vode je elektrochemický proces. Pri kontakte kovu s vodou nastáva oxidačno-redukčná reakcia. Atómy kovu strácajú elektróny (oxidácia) a vytvárajú kovové ióny, zatiaľ čo kyslík vo vode získava elektróny (redukcia).
Rýchlosť korózie ovplyvňuje viacero faktorov, medzi ktoré patrí pH vody, prítomnosť rozpusteného kyslíka, teplota a koncentrácia rôznych iónov vo vode. Napríklad kyslá voda (nízke pH) vo všeobecnosti zvyšuje rýchlosť korózie väčšiny kovov, zatiaľ čo alkalická voda môže niekedy vytvoriť ochrannú vrstvu na povrchu kovu, čím sa korózia zníži.
Ako kyselina izokyanurová ovplyvňuje koróziu
Vplyv pH
Kyselina izokyanurová je slabá kyselina. Po pridaní do vody môže do určitej miery znížiť pH vody. Zníženie pH môže zvýšiť aktivitu vodíkových iónov (H⁺) vo vode. Tieto vodíkové ióny môžu reagovať s kovovým povrchom a urýchliť proces oxidácie. Napríklad v prípade železa môžu vodíkové ióny reagovať so železom za vzniku iónov železa a plynného vodíka.
Účinok kyseliny izokyanurovej na pH však pri bežných koncentráciách obvykle nie je veľmi významný. V bazénoch je typická koncentrácia kyseliny izokyanurovej v rozmedzí 30 - 100 ppm. Pri týchto koncentráciách je zmena pH často v prijateľnom rozsahu a možno ju ľahko upraviť pomocou chemikálií na úpravu pH.
Komplexná formácia
Kyselina izokyanurová môže vytvárať komplexy s kovovými iónmi. Tieto komplexy môžu mať rôzne účinky na koróziu. Na jednej strane, ak komplex vytvorí stabilnú a ochrannú vrstvu na kovovom povrchu, môže znížiť rýchlosť korózie. Napríklad niektoré komplexy kov - kyselina izokyanurová môžu brániť prístupu kyslíka a iných korozívnych činidiel ku kovovému povrchu.
Na druhej strane, ak je komplex nestabilný alebo podporuje rozpúšťanie kovu, môže zvýšiť rýchlosť korózie. Tvorba týchto komplexov závisí od typu kovu, koncentrácie kyseliny izokyanurovej a iných faktorov vo vodnom systéme.
Interakcia s inými chemikáliami
Pri úprave vody sa kyselina izokyanurová často používa v kombinácii s inými chemikáliami. napr.Chlorid polyhlinitýje bežný koagulant používaný pri úprave vody. Keď sú kyselina izokyanurová a polyalumíniumchlorid prítomné v rovnakom vodnom systéme, môžu interagovať navzájom a s kovovými povrchmi.
Prítomnosť polyalumíniumchloridu môže niekedy pomôcť znížiť rýchlosť korózie vytvorením ochrannej vrstvy na kovovom povrchu. Ak však interakcia medzi kyselinou izokyanurovou a polyalumíniumchloridom nie je dobre pochopená, môže to viesť k neočakávaným zmenám v koróznom správaní.
Prípadové štúdie
Vo veľkom systéme priemyselnej chladiacej veže bolo pridanie kyseliny izokyanurovej pôvodne určené na stabilizáciu chlóru používaného na dezinfekciu. Po niekoľkých mesiacoch prevádzky však operátori zaznamenali zvýšenie rýchlosti korózie medených rúrok v systéme. Ďalšie skúmanie odhalilo, že kombinácia kyseliny izokyanurovej a prostredia s vysokou teplotou v chladiacej veži viedla k vytvoreniu komplexu meď - kyselina izokyanurová, ktorý urýchlil koróziu medi.
Naproti tomu v dobre udržiavanom bazéne je správne používanie kyseliny izokyanurovej v kombinácii s inými chemikáliami na úpravu vody, ako napr.Úprava vody Sdicpomáha udržiavať stabilnú hladinu chlóru a relatívne nízku koróziu kovových komponentov v bazéne, ako je filtračný systém a vykurovacie telesá.
Kontrola rýchlosti korózie
Na kontrolu rýchlosti korózie pri použití kyseliny izokyanurovej vo vodných systémoch je možné prijať niekoľko opatrení.
Monitorovanie a úprava chemických koncentrácií
Nevyhnutné je pravidelné sledovanie koncentrácie kyseliny izokyanurovej, ako aj iných chemikálií vo vode. Udržiavaním vhodnej koncentrácie kyseliny izokyanurovej možno pH vody udržiavať vo vhodnom rozsahu. Napríklad v bazénoch je ideálna koncentrácia kyseliny izokyanurovej zvyčajne medzi 30 - 100 ppm. Ak je koncentrácia príliš vysoká, môže zvýšiť riziko korózie, zatiaľ čo ak je príliš nízka, chlór sa nemusí účinne stabilizovať.
Použitie inhibítorov korózie
Na zníženie rýchlosti korózie možno do vodného systému pridať inhibítory korózie. Tieto inhibítory fungujú tak, že vytvárajú ochrannú vrstvu na povrchu kovu alebo zasahujú do procesu elektrochemickej korózie. Existujú rôzne typy inhibítorov korózie, vrátane organických inhibítorov a anorganických inhibítorov. Napríklad niektoré fosfáty môžu na povrchu kovu vytvoriť ochrannú vrstvu, ktorá zabráni prístupu korozívnych činidiel.
Udržiavanie kvality vody
Dobrá kvalita vody je rozhodujúca pre zníženie korózie. To zahŕňa kontrolu koncentrácie rozpusteného kyslíka, odstraňovanie nečistôt a udržiavanie vhodného pH a teploty. Napríklad v priemyselných chladiacich vežiach je možné použiť odvzdušnenie na zníženie koncentrácie rozpusteného kyslíka vo vode, čo môže výrazne znížiť rýchlosť korózie.
Záver
Kyselina izokyanurová hrá dôležitú úlohu pri úprave vody, ale jej vplyv na rýchlosť korózie kovov vo vodných systémoch je zložitý. Môže ovplyvniť koróziu prostredníctvom svojho účinku na pH, tvorbu komplexov a interakciu s inými chemikáliami. Pochopením týchto mechanizmov a prijatím vhodných opatrení na kontrolu rýchlosti korózie možno maximalizovať výhody používania kyseliny izokyanurovej vo vodných systémoch a zároveň minimalizovať negatívny vplyv na kovové komponenty.
Ak máte záujem o kúpu kyseliny izokyanurovej pre potreby úpravy vody, odporúčame vám, aby ste ma kontaktovali pre viac informácií a prediskutovali vaše špecifické požiadavky. Môžeme spolupracovať, aby sme zaistili, že získate najlepší produkt a riešenie pre váš vodný systém.
Referencie
- Jones, DA (1992). Zásady a prevencia korózie. Prentice Hall.
- Uhlig, HH a Revie, RW (1985). Korózia a kontrola korózie: Úvod do vedy a techniky korózie. Wiley - Interscience.
- ASTM International. (2019). Štandardné postupy pre odber vzoriek vody na mikrobiologickú analýzu. ASTM D5465 - 19.
