Концентрация комплексона

Как следует из диаграммы состояния медь — кислород, незначительная концентрация кислорода снижает температуру плавления меди, при содержании кислорода 0,38% (что соответствует 3,4% Си20) образуется эвтектика с температурой плавления 1064°С. В связи с указанным и ввиду ограниченной по времени возможности металлургической обработки металла сварочной ванны (малое время существования из-за большой теплопроводности меди)

где h — толщина окисной пленки; т — время окисления металла; йд — коэффициент диффузии кислорода в окисной пленке; с0 — концентрация кислорода на внешней поверхности пленки; с — концентрация кислорода на внутренней поверхности окисной пленки (см. рис. 24).

внутреннего окисления (на границе сплав — подокалина) концентрация кислорода и легирующего металла незначительна (рис. 70), получил следующее уравнение скорости проникновения фронта

где hi —толщина слоя внутреннего окисления; т —время окисления; (йц)о и (kp)Me — коэффициенты диффузии кислорода и металла-добавки в меди соответственно; с'о — концентрация кислорода на границе окалина—подокалина; CMB —концентрация металла-добавки до начала реакции окисления; ——отношение

где п — число электронов, участвующих в катодном процессе ионизации одной молекулы кислорода; CQ, — концентрация кислорода у поверхности катода; (со,)0 — концентрация кислорода в объеме раствора.

1. Сопротивление протеканию катодной реакции рр равно сопротивлению процесса диффузии кислорода рд. 2. Концентрация кислорода на поверхности катода равна половине концентрации кислорода в толще раствора

скорость коррозии железа непрерывно возрастает (рис. 252, кривая 1). Если кислород может выделяться из раствора с повышением температуры (открытая система, например, открытый водонапорный бак), зависимость скорости коррозии металла от температуры имеет вид кривой 2 с максимумом (рис. 252). Вначале, несмотря на уменьшение содержания кислорода в воде с ростом температуры, сказывается ускоряющее действие последней, но-когда концентрация кислорода становится слишком низкой, этот фактор перекрывает ускоряющие факторы и скорость коррозии железа при дальнейшем повышении температуры уменьшается.

При дальнейшем повышении плотности тока потенциал смещается в отрицательном направлении сначала постепенно, а затем ход изменения потенциала катода приобретает крутой характер (участок Б). Резкое смещение потенциала соответствует такому положению, когда весь кислород, который может поступать вследствие диффузии к поверхности катода, используется. В прикатодиом слое резко меняется концентрация кислорода, т. е. имеет место концентрационная поляризация. Поэтому небольшое увеличение плотности тока приводит к значительному увеличению количества электронов на катоде, а следовательно, к увеличению плотности зарядов в отрицательной обкладке двойного слоя, т. е. приводит к резкому смещению потенциала в отрицательную сторону.

чиваст скорость коррозии; при том же процессе, но контролируемом диффузией кислорода, при увеличении поверхности катода наблюдается другая картина. Так как диффузия и концентрация кислорода в растворе — основные факторы, которые лимитируют скорость коррозии металлов с кислородной деполяризацией в этих условиях, то этими причинами объясняется различная скорость коррозии одного и того же металла в разных грунтах, а также повышенна скорости коррозии металлов при движении раствора электролита относительно металла или при работе металлических мешалок.

Скорость циркуляции воды 0,5 м/сси Концентрация кислорода 0,5 мг/м3 Тепловое напряжение 5,8 кет/ж2

20 40 60 80 % Концентрация кислорода в атмосфере над водой

Что касается коррозии питательного' тракта под воздействием комплексона, то ее следовало ожидать в начальной части тракта, вблизи места ввода, где концентрация комплексона наивысшая. Сравнение данных по содержанию водорода до места «вода (деаэратор) и после места ввода (точка 6) показывает крайне незначительное увеличение независимо от дозы комллексона (0,1—0,2 мкг/кг). Поскольку примерно в том же диапазоне изменяется концентрация водорода в указанных точках гари традиционном режиме, «ет оснований считать, что комплексов как-то усиливает коррозию.

Для 1ТОГО' и другого процесса по мере движения среды по тракту скорость меняется. На первом участке, где имеет место наибольшая концентрация комплексона в питательной воде и наименьшая температура, IB основном протекает процесс комплексования и лишь незначительно — термического разложения. Далее по тракту в связи с низкой остаточной концентрацией комплексона процесс комплексования постепенно затухает. В свою очередь тер;молиз комплексона интенсифицируется, хотя

Для исследования термического разложения ЭДТА и ее солей в условиях взаимодействия их растворов с перлитными сталями был использования стакан из углеродистой стали 20, размещенный в автоклаве. Исходная концентрация растворов в большей части опытов была равна 100 мг/кг, но одна серия опытов проведена при концентрации трилона Б 1000 мг/кг. Результаты опытов приведены на рис. 7-4, из которого видно, что при контакте раствора трилона Б со сталью 20 уже при комнатной температуре комплексен активно реагирует с металлом и скорость реакции усиливается по мере повышения температуры. Так, к концу опыта при температуре 100°С концентрация комплексона составляет около 35% от начальной, а при 200°С уменьшается до 20—25%. Отсутствие монотонности зависимостей на рис. 7-4 объясняется влиянием температуры на сложные подвижные равновесия между находящимися в растворе

и последующем подъеме температуры. / — температура раствора; 2 — концентрация комплексона; 3 — концентрация комплексоната железа в пересчете на Ре; 4 — значение рН.

1 — температура раствора; 2 — концентрация комплексона; 3' — концентрация железа до ввода трилона Б; 3" — концентрация железа после ввода трилона Б.

Схемой для эксплуатационной химиче* ской очистки явилась основная растопочная схема парогенераторов (рис. 8-1). Раствор пригото;влялся в баке, откуда «асосом подавался в питательный трубопровод пароге-, нератора и далее через паропровод снова в бак. Циркуляция раствора по контуру производилась насосом при закрытых задвижках «а (паропроводе и 'питательном; трубопроводе. В качестве отмывочного реагента была выбрана четырехзамещенная. натриевая соль ЭДТА, которая имела значение рН=9-1-10. Исходная концентрация комплексона при отмывке парогенератора '№ 2 составила 0,613 г/кг, а при отмывке парогенератора № 1—1,0 г/кг. Изменение концентрации свободного комплексона в процессе отмывки представлено на рис. 8-2. Из ряс. 8-2 видно, что основное комплексование произошло еще во время за^ полнения парогенератора, до запуска цир^ куляционного насоса. Так, для парогенератора '№ 1 исходная концентрация «омплек-сона 1,0 г/кг снизилась к началу циркуля-, ции до 0,153 г/кг. При последующей цир-. куляции раствора она уменьшилась до 0,036 г/кг и стабилизировалась на этом уровне, что свидетельствовало об окончании комплексования примерно через 3^ 3,5 ч после начала очистки. Что же касается времени интенсивного комплексования, то, как это видно из рис. 8-2, для обоих парогенераторов оно оказалось меньшим чем 1 ч. Последующая циркуляция раство^ ра уже мало повлияла яа количество отмытых отложений. Поэтому практически мож^ но было бы ограничиться 1—1,5-часовой циркуляцией раствора. Это означает, что очистка комплексонами может проводиться в весьма сжатые сроки. В процессе очистки все пробы были совершенно прозрачными. Поэтому такие отмывки особенно пригод-; ны для неполностью дренируемых парогенераторов, к числу которых относятся и промывавшиеся парогенераторы (рис. 8-1). Эксплуатационные наблюдения за работой парогенераторов после очистки показали, что отмывка была весьма эффективной: паропроизводнтельность обоих парогенера^ торов восстанавливалась до расчетной. Ана^ лиз отмывочного раствора на содержание в нем кальция я магния свидетельствовал о том, что при отмывке монорастворам^

к началу второго этапа концентрация свободного комплексона должна быть не менее 30 мг/кг. Такая концентрация будет свидетельствовать о достаточной чистоте поверхности, на которой предполагается образовать защитную пленку. Если же концентрация комплексона быстро падает до нуля, то нужно не повышать начальную концентрацию, а начать обработку снова. Иногда перед обработкой необходимо провести простейшую химическую очистку поверхностей котла монораствором комплексона или композицией с комплексоном и затем вновь приступить к образованию защитной пленки. Необходимое количество реагента вместе с водой подается в водяной объем котла. Схема подачи раствора должна быть такой, чтобы не удлинять период заполнения в сравнении с обычным растопочным. Рекомендуется иметь постоянную схему, общую для всех котлов. Та,кая схема может состоять из бачка-дозатора емкостью 100—200 л (в зависимости от мощности котлов), присоединенного на байпасе к напорной линии, подающей воду на заполнение котлов перед их растопкой. .Возможны и иные схемы, например приготовление концентрированного раствора в баке, общем для всех котлов, и подача этого раствора на всас насосов заполнения котла. После заполнения котла до растопочного уровня производятся обычные растопочные операции.

Вводить комплексов следует только в питательную воду котла. Концентрация комплексона в дозируемом растворе не должна превышать 15 г/кг. Весь тракт дозировки должен выполняться из нержавеющей аустенитной стали. Ту же сталь следует использовать и в клапанах (шариках) насосов-дозаторов и для баков

В пробах непрерывной продувки систематически определялись оксиды железа и концентрация комплексона (рис. 11-3), Для расчета количества удаленных с не • прерывной продувкой оксидов железа в со ответствии с рис. 11-3 концентрация железа принята равной 60 мг/кг. Остальные компоненты отмывочного раствора контролировались периодически. В процессе промывки значение рН увеличилось до 10,5. После окончания промывки отмывочный раствор в течение трех часов вытеснялся из котла питательной водой.

Прочность комплексов, образуемых с комплексонами, существенно выше, а поэтому концентрация комплексона не влияет на полноту реакции, комплексен в отмывочном растворе может быть израсходован полностью и концентрация его должна рассчитываться исходя только из стехиометрических соотношений. Совместное действие комплексона и органической кислоты позволяет снять упомянутое выше ограничение в отношении органической кислоты. Органическая кислота, реагируя с катионом отложения, переводит его в раствор, а 'комплексен образует комплекс с этим катионом, отнимая катион у органической кислоты и ос-

Начальные концентрации комплексен а и число этапов очистки взаимосвязаны между собой. Минимальные целесообразные концентрации комплексона (в композиции или в монорастворе) составляют 1,5 г/кг, максимальные — 6,5 г/кг. Исходя из величины водяного объема контура отмывки (включая объем котла) и необходимого расхода комплексона, определяемого по анализу отложений и величине удельной загрязненности поверхностей, рассчитывается необходимая концентрация комплексона. Сопоставление этой концентрации с рекомендованными выше определит число этапов очистки. Если даже очистка может быть проведена в один этап, всегда предпочтительнее проводить ее в два этапа, т. е. с меньшими начальными концентрациями. Это объясняется тем, что сопровождающий и замедляющий очистку рост значения рН проявляется тем сильнее, чем больше начальная концентрация комплексона. В результате даже при наличии свободного комплексона в растворе комплексование, напри-