Галкин М.Л., д.т.н., Генель Л.С., к.т.н. ООО «Спектропласт»
Специализированная экспозиция и конференция "ПОКРЫТИЯ И ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ", 17-19 февраля 2015 г., МВЦ "КрокусЭкспо"
Рассмотрены [1] вопросы биокоррозии металлических (алюминиевых, стальных и др.) элементов конструкции вторичного контура систем холодоснабжения (ВКСХ). Констатировано, что биообрастание внутренней поверхности ВКСХ приводит к значительному ухудшению теплообменных процессов в системах холодоснабжения. Особенно эти негативные процессы актуальны на пищевых предприятиях.
Механизм развития биокоррозии металлических поверхностей обусловлен способностью психрофильных микроорганизмов, попадающих в ВКСХ, прикрепляться к металлическим поверхностям и, образуя биопленки обрастания, в процессе жизнедеятельности выделять в хладоноситель (вода, водные растворы гликолей или солей) и на поверхность металла различные вещества, в том числе ферменты, органические и минеральные кислоты, восстановители и окислители (например, H2SO4, HNO3), амины, спирты. Перечисленные вещества разрушают целевые компоненты хладоносителей.
Условия размножения некоторых видов микроорганизмов приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Экспериментально установлено, что активное участие в коррозии металлов принимают грибы, главным образом представители родов Penicillium, Aspergilius, Trichoderma и Candida. Как показывает модельный опыт (температура испытаний 15оС, длительность испытаний 6 месяцев при рН = 6) микробиологической коррозии подвержены детали ВКСХ, выполненные из алюминия, меди и стали (см. рисунок, образцы 1а, 2а и 3а).
Установлено влияние на коррозионные процессы тионовых (Thiobacillus) и нитрифицирующих (Nitrosomonas, Nitrosocystis) бактерий. В результате изменения рН среды снижается эффективность ряда ингибиторов коррозии, входящими в состав хладоносителя: фосфатов, боратов, бензоатов, нитритов и др.
В результате многолетних исследований нами получено представление о влиянии метаболитов микроорганизмов на коррозионные и другие деструктивные процессы в ВКСХ; разработаны методы контроля антимикробных свойств хладоносителей и их обсемененности.
По результатам исследований хладоносителей в разных условиях эксплуатации ВКСХ установлены марки биоцидов, нейтрализующих и подавляющих рост микроорганизмов, проявившие высокую эффективность в хладоносителях в условиях эксплуатации: бензизотиазолинон, натриевая соль орто-фенилфенола, 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3 и др. Эти биоциды включены в химические комплексы с некоторыми видами органических ингибиторов коррозии. Полученные комплексоны в малых концентрациях подавляют рост микроорганизмов, эффективно ингибируют коррозию металлов (см. рисунок, образцы 1б, 2б и 3б) и длительно (более 10 лет) обеспечивают высокие и стабильные теплообменные характеристики систем холодоснабжения, в т.ч. на пищевых предприятиях.
Литература:
1. Галкин. М.Л. Повышение энергоэффективности и промышленной безопасности систем холодоснабжения с промежуточным хладоносителем. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва, 2013 г.