Л.С. Генель, М. Л. Галкин, ООО «Спектропласт»
К хладоносителям (охлаждающим жидкостям) предъявляется ряд жестких требований: по коррозионному
воздействию на стенки оборудования; по пожаро- и взрывобезопасности; по
теплофизическим свойствам; по цене; по наличию опыта длительной эксплуатации
и особенностей обслуживания при длительной эксплуатации; по влиянию на
сроки хранения охлаждаемой пищевой и другой продукции в случае непреднамеренной
протечки; по токсичности и по экологической опасности, в том числе при
протечках, утилизации, техногенных катастрофах и террористических актах.
Понимая важность каждого из упомянутых вопросов, остановимся подробнее
на одном из важнейших - на коррозионных проблемах.
Анализ опубликованных методик исследования коррозионного воздействия жидких
сред на металлы, пригодных для оценки и прогнозирования коррозионного
поведения хладоносителей, показал, что имеется более 500 международных
и отраслевых стандартов, регламентирующих условия проведения коррозионных
испытаний. Однако ни одна из методик, по нашему мнению, не может считаться
универсальной. В частности, не выявлены стандарты исследования коррозионной
активности жидких сред при отрицательных температурах. Необходимость в
них является актуальной для холодильной техники, особенно эксплуатирующейся
в открытых системах, так как растворимость кислорода в воде повышается
с понижением температуры. По нашему мнению, такие испытания целесообразно
проводить до температуры -40°С, что приблизительно соответствует температуре
замерзания адсорбционно связанной воды.
Отсутствуют так же методики исследования коррозионной активности хладоносителей
в зависимости от изменения содержания продуктов коррозии в хладоносителе
и коррозионного состояния оборудования. Такие данные важны как для контроля
коррозионного состояния, так и для оценки изменения параметров теплообмена.
Большинство методик предусматривает продолжительность испытаний от одной
недели до полугода. При этом поверхность образца перед началом испытаний
очищается от продуктов коррозии и обезжиривается. Однако в реальных условиях
вторичный контур холодильного оборудования эксплуатируется от 3 до 30
лет. На поверхности металла обычно уже через несколько часов эксплуатации
появляются продукты коррозии и отложения солей. Кроме того, изменяется
состав самого хладоносителя вследствие протекающих в нем химических процессов
(деструкции, комлексообразования), изменения содержания ингибиторов под
действием проникающей в него охлаждаемой продукции. Последнее обстоятельство
важно, так как обнаруженные при обследовании действующих объектов квас,
пиво, морс и другие охлаждаемые продукты в составе хладоносителя влияют
на его коррозионную активность, поскольку изменяется рН среды и происходит
химическое взаимодействие с ингибиторами коррозии. На двенадцати обследованных
предприятиях во вторичном контуре были обнаружены белки в количестве в
среднем 0,2 масс.% хладоносителя.
В нашей организация были разработаны собственные методики проведения коррозионных
испытаний. Практически все новые хладоносители, появляющиеся на российском
рынке, проходят испытания по этим методикам в сопоставимых условиях, что
позволяет создавать базу данных и дает возможность сравнивать хладоносители
между собой. Кроме того, на нескольких предприятиях проводится регулярный
отбор проб, исследуются состав хладоносителя и коррозионное состояние
эксплуатирующегося вторичного контура холодильного оборудования.
Отдельно отметим, что до сих пор самым эффективным и дешевым хладоносителем
является вода. Поэтому нами разработаны ингибиторы коррозии и антинакипины
для воды. Эти же составы применяются для опрессовки оборудования, трубопроводов
или запорной арматуры, при изготовлении и пусконаладке оборудования. Все
компоненты нетоксичны и экологичны. Ингибиторы пригодны как для закрытых
и открытых, так и для полупогруженных систем и способны предотвращать
коррозию (без дополнительной заправки) - более месяца для открытых систем
и более года - для закрытых.
Кроме того, нами исследовано "сопротивление" неметаллических
материалов (прокладочных уплотнителей, полимерных трубопроводов) к воздействию
хладоносителей. Выявлены ряд ингибиторов коррозии и хладоносители, которые
приводят к растворению, охрупчиванию и растрескиванию некоторых полимерных
материалов. Например, амины приводят к охрупчиванию полиэтиленовых труб,
а ацетатные хладоносители растворяют натуральные материалы (картон, пеньку,
олифу).
Для принятия взвешенного решения при выборе хладоносителя кроме цены и
его теплофизических свойств необходимо также учитывать целую группу факторов:
надежность и долговечность работы оборудования; контролируемость ситуации,
предсказуемость последствий, и возможность контроля и исправления ситуации;
опыт эксплуатации хладоносителя в аналогичных условиях на других объектах;
учет рисков (опасностей), связанных с эксплуатацией хладоносителя. Применяемый
в настоящее время упрощенный подход к оценке эффективности хладоносителей
без учета рисков и возможных последствий устранения этих рисков может
принести убытки, многократно превосходящие расчетную величину эффективности,
учитывающую только прямые затраты. Поэтому целесообразно отразить вопросы
безопасности применения промежуточных хладоносителей в разрабатываемых
в настоящее время технических регламентах и стандартах в рамках нового
закона о техническом регулировании.
