„Po pierwsze nie szkodzić”. Taką dewizę powinny stosować wszystkie zakłady wykonujące usługi chemicznego czyszczenia urządzeń wykonanych ze stali ocynkowanej. Że tak niestety nie jest świadczą przypadki z życia, gdy w trakcie rewizji stwierdza się brak ochronnej warstwy ocynku. Że tak jednak może i powinno być, pokazuje ten artykuł.

Ze względów ekonomicznych, amoniakalne agregaty chłodnicze oraz agregaty z syntetycznym czynnikiem chłodniczym o dużej mocy, wymagają zastosowania wydajnych skraplaczy natryskowo-wyparnych, gdzie efekt chłodzenia uzyskuje się w wyniku odparowania części wody, natryskiwanej na gorące rurki. Jednak w wyniku ciągłego uzupełniania ubytków wody następuje jej zatężanie, co z kolei skutkuje wytrącaniem się osadu kamienia wodnego na rurach. Analogiczna sytuacja zachodzi w wieżach chłodniczych wyparnych, gdzie osad kamienia powstaje na powierzchni lameli. Chociaż są one wykonane z tworzywa, sama wieża, a przede wszystkim wanna ociekowa stanowiąca często rezerwuar wody chłodniczej, wykonane są ze stali ocynkowanej. Zakamienienie powierzchni lameli, w tym otworów perforacyjnych może doprowadzić do niedrożności rowków, co spowoduje kanalizowanie przepływu wody i gwałtowne zmniejszenie powierzchni odparowania. Konsekwencją tego będzie spadek wydajności energetycznej.

Zastosowanie ochronnej warstwy ocynku zapewnia bezpieczeństwo korozyjne urządzeń oraz ich długi okres eksploatacji. Jednak nawet osad kamienia wodnego o niewielkiej grubości tak bardzo zmniejsza sprawność działania skraplacza i zwiększa koszty energetyczne, że z czasem zachodzi konieczność oczyszczenia zakamienionych powierzchni wymiany ciepła, w celu przywrócenia wymaganych parametrów pracy. Zachodzi tu pewne podobieństwo do wytrącania się osadu na powierzchni płomieniówek w kotle. Jednak dla sposobu usunięcia osadu diametralną różnicą jest brak możliwości zanurzenia rurek skraplacza w gorących roztworach czyszczących.

W praktyce obserwuje się dwa sposoby postępowania w celu zapewnienia wymaganej sprawności urządzeń:
• pierwszy polega na korekcji wody, aby poprzez jej uzdatnienie spowolnić proces tworzenia się kamienia,
• drugi zaś rezygnacji z kosztownej korekcji, poprzez stosowanie wody surowej osadzającej łatworoztwarzalny kamień i zwiększeniu częstotliwość odkamieniania.

Jak wykazano w cz. 1. artykułu pt. Osady eksploatacyjne. Teoria i praktyka (Chłodnictwo i klimatyzacja nr 1-2/2012 s. 40), osobiście – na podstawie posiadanej wiedzy oraz wyników wielu przeprowadzonych rewizji urządzeń i czyszczeń – zalecam sposób drugi. Wynika to z porównania warunków czyszczenia, które jednoznacznie wskazują, że usunięcie kamienia powstałego z wody surowej jest znacznie tańsze, szybsze i bezpieczniejsze dla czyszczonego urządzenia. Dodać należy, że o ile w przypadku kamienia węglanowego z dużą zawartością CaCO3 powstałego z wody surowej wystarczą 2÷3 cykle czyszczenia, to do usunięcia twardego kamienia powstałego z wody zmiękczonej należy wykonać 4÷6 cykli, zużywając więcej preparatu.

Należy także zauważyć, że nie ma innej alternatywy dla chemicznego sposobu usuwania osadu. W tej sytuacji, ze względu na dużą wartość czyszczonych skraplaczy i wież, priorytetem powinna być ich ochrona korozyjna, polegająca na zapewnieniu bezpieczeństwa warstwie ocynku, jakim pokryte są rurki, ściany i taca (wanna) ociekowa.

Jak pokazują wyniki zrealizowanych wielu rewizji urządzeń, problem bezpieczeństwa korozyjnego skraplaczy i wież wykonanych ze stali ocynkowanej pozostaje aktualny. Niestety, w większości przypadków, urządzenia odkamieniane wcześniej w sposób nieprofesjonalny, najczęściej są już poważnie skorodowane. Wynika to z niewłaściwej technologii czyszczenia, bądź z nieodpowiednio dobranego inhibitora korozji. Ponadto brak odsalania wody chłodniczej sprzyja tworzeniu złogów solnych, co przyspiesza korozję stali pozbawionej ocynku. W skrajnych przypadkach może nastąpić nawet perforacja ścian wanny ociekowej. Rysunki 1.÷4. przedstawiają typowe usterki stwierdzane w trakcie wykonywanych przed czyszczeniem rewizji różnych urządzeń:
• rys. 1. – stan rurek skraplacza, z którego pobrano próbki osadu do badań symulacyjnych. Jak widać na rurkach nie ma już ocynku, który został usunięty w wyniku nieprofesjonalnego czyszczenia i pojawiły się ogniska korozji;
• rys. 2. – zaawansowana korozja ramy i ścian skraplacza, będąca skutkiem zarówno wysokiej korozyjności użytego poprzednio preparatu, jak i zbyt dużego zasolenia wody chłodniczej;
• rys. 3. – gruba warstwa soli na dolnych rurkach w wyniku braku odsalania wody;
• rys. 4. – korozja rurek będąca następstwem odkuwania kamienia z górnego pęczka, stwierdzona podczas pobierania próbki. (...)

Chemiczne czyszczenie skraplaczy (wież) natryskowo wyparnych należy prowadzić następująco:
1. Zdjąć odkraplacze (rys. 6.) i ułożyć w pobliżu wanny do czyszczenia w wymuszonym pompą przepływie roztworu (rys. 7.).
2. Sprawdzić drożność tryskaczy (rys. 8.). Zanieczyszczone kawałkami kamienia tryskacze należy zdemontować i włożyć do zbiornika agregatu czyszczącego w celu ich szybkiego odkamienienia w 10% roztworze preparatu KAMIX w temperaturze 50÷60°C. Czas czyszczenia 15 min.
3. Sprawne tryskacze ustawić w takiej pozycji, aby natryskiwana woda pokrywała jak największą powierzchnię rurek. Czynność ta podyktowana jest tym, że podczas pracy skraplacza, w wyniku pracy wentylatorów, woda chłodnicza zmienia się do postaci mgły. Dlatego tryskacze, w zależności od typu, ustawia się jak pokazano na rysunku 9.
4. Jednak podczas czyszczenia, wentylatory muszą być wyłączone, aby zmniejszyć odparowanie preparatu. Dlatego, aby uzyskać w miarę równomierny natrysk na rurki i ściany skrzyni, doświadczalnie należy ustawić tryskacze w optymalnym położeniu. Po zakończeniu czyszczenia należy przywrócić ustawienie początkowe.
5. Opróżnić wannę ociekową skraplaczy i poprzez ostrożne uderzenia gumowym młotkiem spowodować spękanie kamienia i oderwanie od ścian. Odkuty w ten sposób kamień usunąć na zewnątrz skraplacza (wieży) – rysunek 10.
6. Analogicznie oczyścić z kamienia ściany zbiornika wody chłodniczej.
7. Przykryć skraplacze plandekami, w celu zmniejszenia pionowego ruchu powietrza, zwiększającego odparowanie czynnika aktywnego z roztworu czyszczącego (rys. 11.).
8. Napełnić wannę ociekową (zbiornik) czystą zimną wodą i dodać odpowiednią ilość preparatu KAMIX Zn, przygotowując w ten sposób roztwór czyszczący. W zależności od rodzaju kamienia i jego podatności na roztwarzanie (określonej w trakcie badań symulacyjnych) zapotrzebowanie preparatu wynosi od 0,6÷1,2 kg na każdy kilogram kamienia wodnego. Z kolei w zależności od grubości osadu i prędkości liniowej roztwarzania, całkowite usuniecie kamienia w wyniku natrysku preparatu może nastąpić po wykonaniu 2÷4 cykli czyszczenia. Każde kwasowanie powinno trwać nie dłużej niż 4 godziny. W tej sytuacji przygotowany preparat należy odpowiednio podzielić, aby uzyskane stężenie roztworu wynosiło w każdej cyrkulacji 4÷8 proc.
9. Zamknąć zawory amoniaku, uruchomić pompę obiegową skraplacza (wieży) i rozpocząć natryskiwanie roztworu czyszczącego. W początkowym okresie, ze względu na roztwarzanie węglanów, nastąpi gwałtowna reakcja i powstanie duża ilość piany (rys. 12.).
10. Wzrost odczynu roztworu do pH 4 będzie świadczył o jego całkowitym wyczerpaniu i tym samym zakończeniu cyklu.
11. Roztwór poreakcyjny należy następnie zneutralizować wodorotlenkiem sodu lub wapnem hydratyzowanym do pH 6,5, a następnie spuścić do kanalizacji. Sposób neutralizacji opisano w cz. 2. artykułu w numerze 4/2012 s. 26.
12. Po usunięciu roztworu z układu należy przystąpić do płukania od góry silnym strumieniem wody z hydrantu ppoż. z użyciem prądownicy (rys. 13.) oraz od dołu, nie zapominając o ścianach skrzyni.
13. W trakcie płukania nieustannie należy udrożniać odpływ z wanny ociekowej (zbiornika wody).
14. Po spłynięciu wody popłucznej, należy usunąć kawałki kamienia i powstały szlam (rys. 14.).
15. Następnie należy przystąpić do czyszczenia skraplacza za pomocą myjki wysokociśnieniowej (rys. 15.). Należy przy tym mieć świadomość, iż mechaniczne usuwanie spękanych fragmentów kamienia zmniejsza zużycie preparatu i obniża koszt czyszczenia. Przez mikropęknięcia w warstwie kamienia, roztwór czyszczący przedostaje się do ścianki rurki i powoduje jego samoistne odpadanie. Płukanie przyspiesza ten proces. Powstały szlam należy na bieżąco usuwać z wanny ociekowej (zbiornika) – rysunek 16. (...)

Przedstawiony w niniejszym artykule sposób chemicznego czyszczenia skraplaczy i wież wyparnych jest bezpieczny zarówno dla czyszczonych urządzeń, jak również dla pracowników wykonujących czyszczenie oraz środowiska. Uzyskane wyniki wszystkich zrealizowanych czyszczeń pokazują, że zaprezentowaną technologią skutecznie można usunąć cały kamień, nie niszcząc przy tym ochronnej warstwy ocynku. Niezbędnym jednak warunkiem jest dokładne wykonanie wszystkich przedsięwzięć, w tym pobranie reprezentatywnych próbek osadu i wykonanie rzetelnych badań symulacyjnych.

Kończąc cykl artykułów na temat chemicznego czyszczenia instalacji chłodniczych pozostaje mi jedynie podzielić się osobistą refleksją. Otóż warunkiem niezbędnym do tego, aby od wykonawcy chemicznego czyszczenia żądać – po wykonaniu usługi – zachowania ocynku na rurach, mimo wszystko jest jego obecność przed rozpoczęciem czyszczenia. Jeśli zleceniodawca preferuje niski koszt czyszczenia, zlecając wcześniej takie usługi przy zastosowaniu prostych kwasów organicznych, zniszczenie warstwy ocynku jest już bezpowrotne.