Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения

Изобретение относится к теплоснабжения гражданских и промышленных зданий и сооружений. Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения заключается в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включаемыми в стандартную промышленную электросеть, и подаче носителя через нагреватель. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей. Использование способа позволит исключить корродирование внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения и увеличить срок их службы свыше 30 лет.

 

Изобретение относится к теплоснабжению гражданских и промышленных зданий и сооружений.

Подача жидких теплоносителей широко используется для различных целей, в том числе для водяного отопления зданий и сооружений во многих странах, особенно северного полушария. Однако при эксплуатации систем теплоснабжения происходит корродирование внешних и внутренних поверхностей наиболее часто применяемых трубопроводов из железоуглеродных сталей, как из-за внешних воздействий, так и из-за особенностей транспортируемой жидкости. Коррозия – неизбежный, естественный процесс окисления железа, т.е. образования его окислов: закиси - FeO, окиси - Fe2O3, их комплекса Fe3O4 и гидроокиси Fe(OH)2. Последняя со временем темнеет и накапливается в трубах в виде порошка черного цвета.

Результат корродирования – коррозия, коррозионное поражение поверхностей деталей, вызывающее ежегодные потери миллиона тонн сталей. Коррозионные разрушения приводят к протечкам из водопроводов, а в некоторых случаях – к выходу из строя машин, оборудования, строительных конструкций, к их авариям. Сохранить работоспособность трубопроводов, конструкций, сооружений из стали можно только противокоррозионной защитой (БСЭ. 1973 г., т. 13, с. 214-216)

Известно, что для защиты от коррозии стальных деталей издавна широко применяются различные способы, например, покрытие пленками холодным и горячим цинкованием, хромированием, никелированием, фосфатированием, нанесением красок, лаков, эмалей, битума, нанесение многих других искусственных и естественных органических и не органических веществ по сложной, порой трудоемкой технологии. По другим приемам в воду циркулирующих систем вводят ингибиторы, образующие на поверхностях металлов плёночное покрытие. Однако проблема длительной и надежной защиты трубопроводов, других деталей машин и оборудования, различных конструкций от корродирования нанесением покрытий полностью не решена и требуется периодическое их возобновление.

Близким к предлагаемому способу защиты от корродирования труб является способ электрозащиты применением катодной поляризации конструкций в электропроводной среде, или так называемая катодная защита станциями катодной защиты (СКЗ) или станциями электродной защиты. При этом на защищаемый трубопровод подают отрицательный потенциал от источника постоянного тока, трубопровод приобретает отрицательный заряд и исполняет роль катода, а на заземленные электроды в зоне трубопровода подают положительный заряд от того же источника постоянного тока и электроды выполняют роль анода.

Недостатком известного способа является защита только наружных поверхностей подземных стальных сооружений.

С 1945 г. известен способ защиты внутренних поверхностей нагревательных водяных и паровых котлов от отложения солей (накипи) магнитной обработкой воды постоянным магнитным полем, например, от постоянных магнитов (БСЭ, 1974, т. 15, с. 172).

Магнитная обработка изменяет свойства водных растворов солей и суспензий, протекание коллоидно-химических процессов растворения и кристаллизации солей, ускоряет смачивание поверхностей деталей, адсорбцию на них поверхностно-активных веществ, что в целом уменьшает отложения солей (накипи) в трубопроводах.

Недостатком известного способа обработки воды является то, что действие магнитного поля распространяется лишь на коротком участке водопотока, обеспечивает в воде лишь разрушение кристаллогидратов некоторых металлов (Ca, Mg и др.), не обеспечивает защиту от коррозии труб теплоснабжения, удаленных от источников магнитного поля.

Известен способ (патент РФ № 2420362, МПК В 08 В 9/08, 2008) защиты и очистки от отложений вну-тренней поверхности труб теплоэнергетического оборудования (парового, водогрейного, теплообменного оборудования, разводящих теплосетей), изготовленных из ферромагнитных и цветных материалов. Согласно способу на внутреннюю поверхность труб воздействуют пакетами электромагнитных импульсов с частотой 0,1-50 Гц, создают эффект магнитострикции на поверхностях нагрева и теплообмена, производят магнитно-импульсную обработку воды, а на внутренней поверхности труб образуют тонкий слой магнетита, который также защищает внутреннюю поверхность труб от коррозии.

Недостаток известного способа заключается в том, что он требует специального электротехнического оборудования, создающего электромагнитное импульсное воздействие с частотой 0,1- 50 Гц, а действие оборудования локально, только в месте воздействия.

Наиболее близким к заявляемому к заявляемому способу является способ нагрева битума, принятый за прототип, осуществляемый в установке по авторскому свидетельству СССР № 1286671, МПК Е 01С 19/08,1985 г.).

Установка включает защитный корпус их ферромагнитного материала, три трубы, вертикально размещенные в корпусе, и нагревательные элементы из катушек индуктивности, осесимметрично смонтированные на каждой трубе. Катушки индуктивности подключают к промышленной электросети, способами, зависящими от вида соединения фаз электросети: треугольником или звездой.

Известный способ включает монтаж на стальные нагреваемые трубы катушек индуктивности, подключение их к промышленной электросети, непрерывный ввод в трубы нагреваемого материала, нагрев введенного материала электромагнитным воздействием катушек индуктивности, удаление нагретого материала из труб и циклическое повторение этих же операций.

Недостатком известного способа, реализуемого на установке по авторскому свидетельству № 1286671, МПК Е 01 С 19/08, является ограниченность применения только на прогрев вводимого в неё материала и малая производительность из-за циклической работы.

Технической задачей настоящего изобретения является предотвращение коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения при нагреве воды путем воздействия на трубы переменным электромагнитным полем от индукционных катушек, подключенных к стандартной промышленной электросети.

Технический результат способа заключается в исключении корродирования внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения при нагреве теплоносителя электромагнитным полем и в обеспечении срока их службы более 30 лет при норме 20 лет.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения, заключающийся в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включенными в стандартную промышленную электросеть, нагреве и подаче жидкости через нагреватель, согласно изобретению, трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей.

Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения заключается в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включаемыми в стандартную промышленную электросеть. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектричекими патрубками от тепловой сети для защиты ее от электромагнитного воздействия. Рассчитывают электрические характеристики катушек индуктивности (индуктивность, сопротивление, емкость) на требуемую тепловую производительность. Присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость и активное электрическое сопротивление, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют экспериментально для достижения оптимальных характеристик LCR-колебательного контура. Образуют катушками нагревателя и дополнительными электрической емкостью и активным электрическим сопротивлением резонансный LCR-колебательный контур. Заполняют тепловую сеть теплоносителем (вода, антифриз и т.д.). Включают нагреватель и насос прокачки теплоносителя на постоянную работу. Электромагнитным полем нагревают теплоноситель и прокачивают его в тепловую сеть. Воздействие на теплоноситель переменным резонансным электромагнитным полем разрушает неустойчивую часть молекул воды и повышает pH с кислотного на щелочное число, изменяет физико-химическое воздействие теплоносителя на железо металла труб, тем самым предотвращается коррозия их внутренних поверхностей.

Реализация способа была осуществлена на предприятии ООО «Альтаир-П» в мик-рорайоне «Андреевка» г. Зеленоград Московской обл. (E-mail: altairps@mail.ru). Установка для обогрева помещений двух цехов предприятия «Альтаир-П» аналогична установки по а.с СССР № 1286671 и состоит из индукционного нагревателя цилиндрической и щитового пульта управления. Сам индукционный нагреватель состоит из опорного основания с защитным стальным цилиндром. Внутри цилиндра вертикально закреплены три стальные трубы. На каждой трубе вертикально намотаны по две последовательно соединенные катушки индуктивности с потребляемой мощностью по 2 кВт. Концы проводников всех катушек с трех труб выведены в щитовой пульт управления. Внизу и сверху трубы объединены общими входной и выходной трубами. Входная и выходная трубы присоединены к системе отопления предприятия «Альтаир-П» через диэлектрические патрубки. Насос прокачки воды через нагреватель смонтирован до входного патрубка.

Нагреватель управляется электрическими приборами, смонтированными в щитовом пульте. Здесь в электрическую сеть индукционных катушек нагревателя присоединены конденсаторы, катушки индуктивности и активное сопротивление, образующие с катушками нагревателя резонансный LCR контур. В пульте смонтированы также пускатель, присоединяющий LCR контур к внешней промышленной трехфазной электрической сети 380 В, а также температурное реле, задающее сигнал для включения пускателя на щитовом пульте. При снижении температуры воды до прокачивающего насоса к 15-30 градусов реле пульта включает пускатель и выключает его при достижении температуры входящей в нагреватель воды к 35-65 градусов.

Установка реализует способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения следующим образом.

Внешним пускателем подключают пульт управления нагревательной установки к промышленной электросети. Температурное реле запускает пускатель в пульте управления, пускатель присоединяет катушки индуктивности нагревателя, дополнительные катушки, конденсаторы и активные сопротивления резонансного LCR контура и электродвигатель насоса установки к промышленной электросети. Катушки индуктивности труб нагревают трубы и теплоноситель в них, а насос установки прокачивает теплоноситель в трубах системы отопления. Теплоноситель протекает в трубах нагревателя и пересекает магнитные силовые линии катушек индуктивности на трубах при резонансе LCR контура установки. Неустойчивая часть молекул воды подвергаются воздействию резонансного переменного электромагнитного поля, изменяет свои физико-химические свойства, повышается щелочное число воды с 6,5 до 7,5, изменяется характер её взаимодействия с железом труб и тем самым предотвращается их корродирование.

Когда температура воды перед насосом достигает необходимой температуры, температурное реле отключает пускатель щита управления, а тот отключает катушки индуктивности нагревателя и электродвигатель установки от электросети. Далее при снижении температуры теплоносителя перед насосом ниже 15-30 градусов установка запускается снова и далее так и работает в автономном режиме.

Таким образом, трубы системы отопления обоих цехов предприятия «Альтаир-П» площадью более 140 м2 благодаря резонансному электромагнитному воздействию на прокачиваемую воду с 1986 г. к 26.09.2019 г. не имеют признаков коррозии, т.е. более 32 лет. Но внутренняя поверхность труб покрыта черным налетом гидроокисей железа.

Прибором для электрохимического анализа серии Starter Pen Meters (Ph-meter) проведен контроль проб воды, взятой в работающей системе отопления ООО «Альтаир-П». Он показал, что вода перед входом в индукционный нагреватель имеет рН 6,95, а на выходе из него - рН 7,55, то есть, после нагревателя вода, подаваемая в систему отопления, приобретает щелочную реакцию. Аналогичный контроль воды из сети водоснабжения показал у холодной воды рН 6,59, а у горячей - рН 6,20, что еще раз подтверждает изменение свойств воды, прошедшей в индукционном нагревателе ООО «Альтаир-П».

Использование способа позволит исключить корродирование внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения и увеличить срок их службы свыше 30 лет.

Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения, заключающийся в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включенными в стандартную промышленную электросеть, и подаче носителя через нагреватель, отличающийся тем, что трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей.



 

Похожие патенты:

Средство предохранения от обрастания для узла с мокрым отсеком (100), имеющего по меньшей мере одно впускное отверстие (104) для того, чтобы вода могла входить в мокрый отсек (100), расположенный в мокром отсеке (100) функциональный блок (2), сухую область (200), которая является недоступной для воды и которая находится вне мокрого отсека (100), барьер (110), находящийся между сухой областью (200) и мокрым отсеком (100), при этом средство против обрастания содержит по меньшей мере один источник (20) энергии, который расположен и выполнен с возможностью испускания энергии для предотвращения биообрастания по меньшей мере одной поверхности (17, 106), присутствующей в мокром отсеке (100), включая внешнюю поверхность (17) функционального блока (2), причем источник (20) энергии расположен в сухой области (200), а между сухой областью (200) и мокрым отсеком (100) имеется оптический путь (112) для того, чтобы энергия, испускаемая источником (20) энергии во время его работы, могла через барьер (110) достигать мокрого отсека (100).

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в скребковых теплообменниках. Представлен скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления скребкового элемента, скребковый элемент соединен с крепежным средством посредством выступа, представляющего собой по существу Т-образный элемент, и содержит лопатку с множеством ответных по существу Т-образных отверстий, расположенных вдоль продольной оси корпуса лопатки, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды с помощью воды поверхностных слоев, содержащее по меньшей мере одну трубу (8) для содержания и перемещения внутри себя текучей среды, причем наружная часть трубы (8) во время работы по меньшей мере частично погружена в воду поверхностных слоев для охлаждения трубы (8) для охлаждения посредством этого также текучей среды.

Изобретение относится к способам нанесения покрытия. Описан способ защиты от коррозии и восстановления поверхностей теплообменника, заключающийся в том, что на поверхность стенки, разделяющей смежные контуры теплообменника, наносят покрытие, в котором в контур вводят жидкость или текучее вещество при температуре ниже температуры отверждения материала покрытия, вводят в смежный контур, разделенный стенкой от контура с материалом покрытия, теплоноситель, с температурой, равной или превышающей температуру отверждения материала покрытия, поддерживают температуру теплоносителя по меньшей мере до образования пленки отвержденного материала покрытия на поверхности, разделяющей стенки, выводят теплоноситель из контура или понижают температуру теплоносителя ниже температуры отверждения материала покрытия, далее выводят неотвержденный материал покрытия из контура.

Предложено охлаждающее устройство для охлаждения текучей среды за счет поверхностных вод, причем охлаждающее устройство содержит по меньшей мере две трубки для содержания и перемещения текучей среды в их внутренней части, причем наружная часть трубки, во время работы по меньшей мере частично погружена в поверхностные воды для охлаждения трубки, чтобы, таким образом, также охлаждать текучую среду и, следовательно, разные участки трубок содержат текучую среду при разных температурах.

Устройство охлаждения для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды, причем устройство охлаждения содержит более чем один трубопровод для содержания и переноса текучей среды в его внутренней части, причем внешняя сторона трубопровода при эксплуатации, по меньшей мере, частично погружена в поверхностную воду с тем, чтобы охлаждать трубопровод для того, чтобы тем самым также охлаждать текучую среду, по меньшей мере один источник света для получения света, который препятствует обрастанию, по меньшей мере, части погруженной внешней стороны, и по меньшей мере, один оптический узел для усиления распределения света, препятствующего биологическому обрастанию, на погруженную внешнюю сторону.

Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды содержит множество трубок (10) для вмещения и переноса текучей среды, охлаждаемой внутри них, причем трубки (10) выполнены с возможностью по меньшей мере частичного подвергания воздействию поверхностной воды во время работы охлаждающего устройства (1).
Изобретение относится к созданию или модернизации установок для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком и самоотпаркой. Установка для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком или термической отпаркой, включающая контур высокого давления для синтеза, который включает реактор для синтеза, кожухотрубное отпарное устройство и конденсатор, указанное отпарное устройство включает кожух и пучок труб с возможностью обеспечить отпарку раствора карбамата, подаваемого в указанные трубы путем нагрева, и необязательно с использованием аммиака в качестве средства для отпарки, при этом трубы указанного отпарного устройства изготовлены из нержавеющей стали, выплавленной дуплекс-процессом по одному из нижеуказанных вариантов:А) сталь Safurex®, а именно 29Cr-6,5Ni-2Mo-N, которую по системе кодирования Американского общества инженеров-механиков (ASME) обозначают также 2295-3 и по Единой системе нумерации (UNS) - S32906, илиБ) сталь DP28W™, а именно 27Cr-7,6Ni-1Mo-2,3W-N, которую по системе кодирования ASME обозначают также 2496-1 и по UNS - S32808.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для защиты труб теплообменников в котельных установках. В способе защиты труб теплообменника в котельных установках по меньшей мере с одной трубой теплообменника труба окружена керамическим конструктивным элементом, который по меньшей мере с двух противоположных сторон омывается потоком дымового газа, между трубой теплообменника и керамическим конструктивным элементом подают газ.

Изобретение относится к каналу конвективного теплообмена котла. Техническим результатом является предотвращение отложения золы на конвективных поверхностях нагрева.

Изобретение относится к области создания внутренней поверхности металлической трубы, футерованной полимерным покрытием. Способ нанесения полимерного покрытия, при котором на внутреннюю поверхность металлической трубы наносят слой полимера, нагревают с наружной стороны трубу и протягивают через внутреннее отверстие трубы калибрующий инструмент цилиндрической формы с формующим конусом.

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может использоваться для внутренней изоляции сварного стыка труб с внутренним защитным покрытием. Устройство для внутренней изоляции сварного стыка трубопровода содержит уплотнительный узел 10, включающий цилиндрический корпус и коаксиально закрепленный на нем цилиндрический рабочий орган, выполненный с возможностью радиального расширения при создании в его полости избыточного давления.

Изобретение относится к трубным резьбовым компонентам бурильных труб, применяемых в нефтяных и газовых скважинах. Технический результат – обеспечение блокировки свинчивания.

Группа изобретений относится к строительству подводных трубопроводов. Для снижения или устранения возможного риска теплового повреждения при отсутствии охлаждающих рубашек во время соединения секций футерованного трубопровода каждая секция (3, 5) футерованного трубопровода оснащена изолирующей втулкой (23, 25), которая расположена между основной трубой (7, 9) и соответствующей футеровкой (11, 13).

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием. В способе удаляемый участок локализуют и вырезают.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для очистки счетчика количества жидкости, применяющегося для измерений массы и массового расхода нефти в составе нефтегазовой смеси.

Изобретение относится к полимерной промышленности и может быть использовано для защиты от коррозии и механических повреждений трубопроводов. Покрытие содержит смешиваемые перед употреблением компонент А, включающий полиуретановую смесь, и компонент Б, представляющий собой полиизоцианат на основе дифенилметандиизоцианата с эквивалентной массой 131-135, находящиеся в объемном соотношении 3:1 соответственно.

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может использоваться для внутренней изоляции сварного стыка труб с внутренним защитным покрытием. Устройство для внутренней изоляции сварного соединения 10 трубопровода 9 содержит силовой привод, включающий цилиндрический корпус 1 и коаксиально расположенный на нем цилиндрический эластичный рабочий орган 2, выполненный с возможностью радиального расширения при создании в его полости избыточного давления.

Группа изобретений относится к способу нанесения защитного покрытия из полимерного материала на трубопровод и к устройству для нанесения защитного покрытия из полимерного материала на трубопровод.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Способ включает очистку и протяжку во внутреннюю полость трубопровода полиэтиленовой трубы.

Изобретение относится к изготовлению постоянных магнитов на основе сплавов Nd-Fe-B. Способ включает прессование заготовок, их механическую обработку, нанесение на поверхность слоя алюминия толщиной 10-15 мкм холодным газодинамическим напылением и термообработку в расплаве солей с последующим охлаждением.

Изобретение относится к теплоснабжения гражданских и промышленных зданий и сооружений. Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения заключается в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включаемыми в стандартную промышленную электросеть, и подаче носителя через нагреватель. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей. Использование способа позволит исключить корродирование внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения и увеличить срок их службы свыше 30 лет.

Наверх