Controle de Corrosão na Caldeira Industrial

Capítulo 11 – Controle de Corrosão na Caldeira Industrial

A corrosão é um dos principais desafios para a confiabilidade em sistemas de geração de vapor, resultando em custos bilionários para a indústria. Este capítulo aborda as causas e métodos de controle da corrosão em caldeiras industriais.

1. Tendências de Corrosão em Componentes do Sistema de Caldeira

Os sistemas de caldeira são frequentemente feitos de aço carbono, com componentes de cobre ou aço inoxidável. O tratamento adequado da água de alimentação é crucial para proteger contra a corrosão.

2. Tipos de Corrosão

A corrosão pode ser classificada em vários tipos, incluindo:

• Corrosão galvânica: ocorre quando metais diferentes estão em contato.
• Corrosão cáustica: resulta da concentração de hidróxido de sódio.
• Corrosão ácida: causada por água de alimentação com baixo pH.
• Fragilização por hidrogênio: ocorre em caldeiras de alta pressão.
• Ataque de oxigênio: devido à presença de oxigênio na água.

3. Condições Mecânicas que Afetam a Corrosão

Fatores mecânicos, como tensões e velocidades, influenciam as taxas de corrosão. A operação dentro das especificações de projeto é fundamental para minimizar problemas.

4. Óxidos Metálicos em Sistemas de Caldeira

A corrosão resulta na formação de óxidos metálicos, como magnetita e óxido cuproso, que podem proteger as superfícies metálicas.

5. Fatores de Controle de Corrosão

Os principais fatores incluem:

• Manutenção do pH adequado: essencial para controlar a corrosão.
• Eliminação de oxigênio: uso de sequestrantes químicos para reduzir a presença de oxigênio dissolvido.
• Tratamento de água de alta qualidade: garante a proteção das superfícies metálicas.

6. Proteção contra Corrosão Durante o Tempo de Inatividade e Armazenamento

Procedimentos adequados devem ser seguidos para proteger as caldeiras durante períodos de inatividade, incluindo armazenamento a seco ou úmido.

Abrandamento

Os processos de abrandamento por precipitação são utilizados para reduzir a dureza da água bruta, a alcalinidade, a sílica e outros constituintes, preparando a água para uso em torres de resfriamento ou como tratamento preliminar antes da troca iônica.

1. Química do Abrandamento por Precipitação

A dureza na água bruta é comumente encontrada como bicarbonato de cálcio e magnésio, conhecida como dureza carbonato. A dureza não carbonato, por outro lado, é representada por sais como sulfato ou cloreto. O abrandamento pode ser realizado através de reações químicas que promovem a precipitação.

2. Abrandamento a Frio

O abrandamento a frio ocorre à temperatura ambiente, utilizando cal hidratada. Este método permite a redução da dureza do cálcio e do magnésio, embora durezas não carbonato não sejam afetadas apenas com cal.

3. Abrandamento a Quente

O abrandamento a quente opera entre 49-60 °C, onde a solubilidade de cálcio, magnésio e sílica é reduzida, aumentando a eficácia do processo de remoção.

4. Abrandamento de Processo a Quente

Este processo é realizado sob pressão a temperaturas mais elevadas (108-116 °C), permitindo uma redução significativa da dureza e da sílica, com a reação do CO₂ sendo ventilada.

5. Redução de Sílica

Durante o abrandamento a quente, a sílica é reduzida através da adsorção no precipitado de hidróxido de magnésio. A adição de compostos de magnésio pode ser necessária para atingir níveis desejados de remoção de sílica.

6. Redução de Alcalinidade

O tratamento com cal converte bicarbonatos em carbonatos, reduzindo a alcalinidade e, consequentemente, a corrosão em sistemas de condensado.

7. Redução de Outros Contaminantes

Os processos de abrandamento também reduzem contaminantes como ferro e manganês, além de organicos e turbidez, com filtragem posterior necessária para garantir a qualidade da água.

8. Controle do Processo de Precipitação

O controle do abrandamento é baseado na alcalinidade e dureza da água tratada, com amostras frequentemente testadas para garantir a eficiência do processo.

9. Coagulantes e Floculantes

O uso de floculantes e coagulantes de polímero orgânico é preferido, pois resulta em menor formação de lodo e melhor clarificação da água.

10. Equipamento Empregado

Os sistemas modernos utilizam abrandadores de contato contínuo, proporcionando um fluxo constante e melhor qualidade do efluente em comparação com os métodos de batelada.

11. Limitações

A aplicação de processos de precipitação pode enfrentar dificuldades operacionais se fatores como temperatura, hidráulica e controle químico não forem devidamente gerenciados.

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