L’insorgenza di processi corrosivi è uno degli inconvenienti che maggiormente preoccupano gli utenti e i tecnici preposti alla conduzione ed alla manutenzione degli impianti termici. Di seguito elenchiamo i principali rimedi per prevenire la corrosione, un fenomeno che si estende sia alla caldaia, sia alle pareti del circuito a contatto con vapore e condensato.

Meccanismo di formazione della corrosione

Gli agenti corrosivi più comuni sono indubbiamente l’ossigeno e l’anidride carbonica.
L’ossigeno è presente nelle acque di alimento sia per mancata o insufficiente degasazione dell’acqua depurata sia a causa di rientri di aria attraverso apparecchiature non a perfetta tenuta, situate nel circuito di utilizzazione del vapore e di recupero delle condense.
La solubilità dell’ossigeno nell’acqua è inversamente proporzionale alla temperatura della stessa e non dipende soltanto dalla pressione o dalla temperatura.
L’azione che l’ossigeno svolge durante i processi corrosivi può essere sintetizzata:

  • con un’azione depolarizzante che si viene ad avere nel processo elettrochimico (reazione dell’ossigeno con l’idrogeno molecolare prodotto nella zona catodica) e conseguente depassivazione del metallo;
  • con la sua proprietà di trasformare l’idrato ferroso, che possiede un certo potere protettivo, in idrato ferrico, il quale è totalmente insolubile e precipita allo stato colloidale e amorfo;
  • con una sua distribuzione non uniforme nelle varie zone del generatore dovuta sia alle differenze di temperatura, sia a fatti puramente occasionali. Ciò produce il fenomeno della cosiddetta “aerazione differenziale”, la quale produce squilibri di potenziale e la relativa corrosione del metallo.

La presenza di anidride carbonica nei circuiti di vapore-condensa dipende invece quasi esclusivamente dalla quantità di bicarbonati o carbonati presenti nell’acqua di alimento dei generatori di vapore. Questi sali infatti, per effetto della temperatura, subiscono in caldaia delle trasformazioni chimiche con produzione di anidride carbonica.
L’anidride carbonica viene trascinata con il vapore e successivamente si scioglie come acido carbonico nelle condense abbassandone il pH e rendendole fortemente aggressive nei confronti del ferro che viene attaccato.

Metodi di protezione contro la corrosione

Per limitare la corrosione occorre anzitutto deossigenare l’acqua di alimento dei generatori e neutralizzare l’anidride carbonica che da essa si libera.

I prodotti più completi e più sicuri da un punto di vista ambientale si sono dimostrati essere alcuni composti amminici volatili in quanto uniscono alle proprietà deossigenanti anche proprietà di alcalinizzazione del vapore e della condensa.

Altra particolarità importante di tali prodotti è la loro stabilità termica.

Attualmente si può disporre di deossigenanti amminici volatili stabili fino a temperature di 300-350°C. La carboidrazide ne è un esempio fra i più funzionali.

La loro velocità di dissociazione termica rimane poi estremamente bassa fino a temperature di 500-550°C che sono le temperature del vapore surriscaldato nelle moderne centrali termoelettriche.

Detti condizionanti quindi, dosati in caldaia, passano inalterati nel vapore e nel condensato, dove continuano ad esplicare le proprie proprietà specifiche riducenti ed alcalinizzanti.

In questo caso per ottenere risultati concreti su tutto il circuito vapore-condensa è molto importante conoscere il rapporto di distribuzione di tali ammine fra fase vapore e fase acqua per stabilire la zona del circuito dove l’efficacia dell’ammina sarà massima.

Le ammine con un alto rapporto di distribuzione vapore-acqua tendono infatti a rimanere nel vapore quando questo inizia a condensare per cui proteggono prevalentemente le zone del circuito lontane dalla caldaia dove la condensazione si completa.

Inversamente le ammine con un basso rapporto di distribuzione vapore-acqua tendono a passare in fase acquosa non appena si ha la prima, anche se parziale, condensazione del vapore, cosicchè proteggono prevalentemente le zone del circuito vicino alla caldaia.

In alcuni casi, per la esclusiva protezione dei circuiti vapore-condensa, possono essere impiegate ammine ad elevato peso molecolare aventi carattere filmante.

Lo scopo dell’utilizzazione di tali prodotti è quello di ottenere una pellicola protettiva che non consenta il contatto dell’acqua con il metallo.

L’impiego di questi deossigenanti volatili offre una sicurezza notevolmente maggiore, oltretutto estesa a tutte le parti del circuito. Benchè questi prodotti conferiscano di per sé una certa alcalinità all’acqua del generatore, al vapore e alla condensa, è indispensabile controllare anche il pH, e scegliere un prodotto in grado di assicurare una sufficiente alcalinizzazione, o completare il dosaggio del prodotto deossigenante con un adeguato dosaggio di un alcalinizzante.

Le ammine filmanti hanno anche un effetto collaterale, riescono cioè a distorcere il legame molecolare, impedendo, in pratica, l’accrescimento dei germi cristallini, e cioè la formazione di incrostazioni dure.
Il più delle volte queste ammine sono anche addizionate con prodotti disperdenti, che trasformano i Sali di durezza eventualmente sfuggiti dal sistema di trattamento esterno con i fiocchi leggeri che seguono i moti convettivi dell’acqua.

Le ammine filmanti presentano anche un secondo notevolissimo vantaggio; esse sono in grado di asportare completamente residui di incrostazione, oppure di corrosione, sia in caldaia sia nella rete condensa, in tutti i punti in cui è presente acqua, e questo perché le ammine filmanti sono volatili e quindi proteggono non solo la caldaia, ma anche la rete condensa, mentre per la rete vapore, normalmente, non sussiste alcun problema, dato che il vapore secco non genera corrosioni e tanto meno incrostazioni.

Altra caratteristica fondamentale delle ammine filmanti è l’effetto tampone che esse esercitano sull’acqua e l’effetto disperdente nei confronti dei sali presenti, il che, in definitiva, significa una riduzione degli spurghi, che restano comunque necessari.

L’unico inconveniente è che i riducenti volatili non posso essere impiegati nel caso di vapore ad uso alimentare, né quando nell’impianto vi è rame, mentre, di contro, la limitazione fondamentale dei riducenti non volatili prevalentemente a base di solfiti, è dovuta al fatto che non assicurano una buona protezione della rete condensa, mentre sono ottimi a livello di caldaia e possono essere utilizzati senza problemi indipendentemente dall’uso del vapore o dai materiali presenti nell’impianto.

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