Fenomeni di corrosione negli scambiatori a piastre saldobrasati con rame
Durante il ciclo lavorativo di uno scambiatore a piastre saldobrasato, si possono verificare diversi tipi i corrosione.
Corrosione localizzata
Negli scambiatori di calore si possono formare cricche per causa di depositi o incrostazioni localizzate nei punti di contatto delle piastre.
Corrosione diffusa
La corrosione diffusa solitamente interessa il rame e non l’acciaio inossidabile, con una conseguente perdita delle caratteristiche meccaniche dello scambiatore stesso.
Corrosione galvanizzata
Il contatto metallico fra rame ed acciaio inossidabile con l’acqua di scambio, può causare una corrosione del metallo più “elettronegativo”, in questo caso il rame.
Corrosione da sforzo (stress)
La corrosione da sforzo può interessare l’acciaio inossidabile se sono presenti sforzi di tensione o pressioni pulsanti ad elevata frequenza, in assenza di sistemi di smorzamento.
Caratteristiche dell’acqua
I parametri che vanno monitorati sono i seguenti:
- Temperatura,
- pH,
- Conducibilità,
- Durezza,
- Alcalinità
- Concentrazione di cloruri, solfati e nitrati.
Qui di seguito è riportata la descrizione dei parametri dell’acqua più importanti e le loro specifiche.
• Temperatura: generalmente un aumento della temperatura aumenta il tasso di corrosione per la maggior parte dei metalli. Per il rame in acqua calda, la probabilità della pitting è più alta alle temperature sopra 60°C. Lo stesso effetto lo si ritrova sull’acciaio inossidabile, per quanto riguarda i cloruri.
• pH: generalmente la principale causa di corrosione del rame dipende dal pH allo scopo di limitare i rischi di corrosione. Il valore di pH va mantenuto tra 7.5 e 9.0.
• Alcalinità: si raccomanda di non superare una concentrazione di HCO HCO3- di 300 mg/l.
• Conducibilità: una elevata conducibilità dell’acqua aumenterà generalmente il tasso di corrosione nella maggior parte di metalli. Una conducibilità massima di 500 µS/cm è in generale il valore limite più adatto.
• Durezza: il rame non è compatibile con l’acqua demineralizzata, di conseguenza un valore corretto del rapporto [Ca2+, Mg2+] / [HCO3-] dovrebbe essere maggiore di 0.5.
• Cloruro: la presenza del cloruro nell’acqua aumenterà il rischio di corrosione localizzata sull’acciaio inossidabile. Il valore limite dipenderà dalla temperatura. Qui di seguito sono riportati i limiti di cloruro alle varie temperature.
Limiti di cloruro
1000 mg/l a 25°C
300 mg/l a 50°C
100 mg/l a 80°C
0 mg/l a T > 100°C
• Solfato: le alte concentrazioni di solfato aumentano il rischio di corrosione del rame. Si raccomanda una concentrazione massima nel solfato di 100 mg/l, la corrosione può anche avvenire a concentrazioni più basse se [HCO3-] / [SO42-] è inferiore a 1.
• Nitrato: gli ioni del nitrato hanno un’influenza simile a quella del solfato e una concentrazione massima nel nitrato di 100 mg/l è raccomandabile.
In molte applicazioni l’aggiunta di cloro all’ acqua è necessaria per motivi batteriologici. Il cloro diminuisce la resistenza della corrosione dell’ acciaio inossidabile. Bisogna cercare di mantenere la concentrazione di cloro sotto agli 0,5 mg/l, per evitare la corrosione dell’AISI 316L (1.4404)
Commenti
4 risposte a “Fenomeni di corrosione negli scambiatori a piastre saldobrasati con rame”
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VORREI SAPERE COME RECUPERARE IL RAME SCIOLTO IN ACIDO NITRICO
Buongiorno Stefano,
sono spiacente, ma non so come poterla aiutare.
Grazie per averci letti.
Volevo chiedere (se ancora è possibile):
- al punto “alcalinità”, cosa si intende per “HCO”? Che specie chimica è, manca una parte e sarebbe “HCO3-” come altrove?
- in caso di una brasatura di rame usando lega AlSi10, il secondo elemento a contatto con acqua in minima parte potrebbe comunque subire importanti fenomeni di corrosione, nelle condizioni invece “protettive” per il rame che indicate?
Grazie, cordialmente
Ha ragione, si tratta di un errore di battitura…
Carbonato di idrogeno
Il rame in effetti è l’anello debole di questo tipo di scambiatori, infatti per applicazioni più “aggressive”, vengono realizzati con brasatura in nickel.