Perusahaan kimia-batubara menggunakan berbagai penukar panas-termasuk-kulit tabung tetap-dan-jenis tabung dan jenis pelat-yang dibuat dari bahan seperti baja karbon dan baja tahan karat SS304, semuanya menggunakan sumber sirkulasi air pendingin yang sama. Namun, selama pemeliharaan dan pembongkaran sistem, terdapat permasalahan berbeda yang ditemukan: beberapa heat exchanger mengalami pengotoran dan kerak pada tubesheet, sementara yang lain mengalami korosi lubang dan kebocoran pada pelat. Mengapa sumber air pendingin yang sama menghasilkan hasil yang sangat berbeda untuk penukar panas yang berbeda? Analisis terhadap data anion dan kation air mengungkapkan bahwa masalahnya berasal dari ketidakseimbangan rasio ion-ion tersebut. Ketidakseimbangan ini menyebabkan fluktuasi pH dan kekerasan yang bervariasi, menyebabkan penukar panas tertentu mengalami korosi atau kerak/pengotoran. Perbedaannya terletak pada rasio spesifik anion terhadap kation; ion-ion ini masing-masing memainkan peran berbeda dan memiliki karakteristik kimia yang unik. Menentukan apakah air bersifat korosif atau membentuk kerak memerlukan evaluasi sifat spesifik ion-ion ini dan proporsi relatifnya.
1. Anion Memainkan Peran Ganda
Anion umum dalam air termasuk Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, CO₃²⁻, dan OH⁻. Diantaranya, HCO₃⁻, CO₃²⁻, dan OH⁻ biasanya bergabung dengan kation seperti K⁺, Na⁺, Mg²⁺, dan Ca²⁺ untuk menentukan alkalinitas dan kekerasan air. Perubahan konsentrasi ion-ion ini memengaruhi pH air, yang berfungsi sebagai indikator apakah air bersifat korosif atau membentuk kerak. Akibatnya, mereka adalah ion utama yang mempengaruhi sifat kimia air.
2. Ion Sulfat Mendorong Korosi dan Kerak
SO₄²⁻ adalah anion korosif yang umum dalam air; ini meningkatkan konduktivitas listrik dan dapat bergabung dengan kation Ca²⁺ untuk membentuk endapan CaSO₄ (kalsium sulfat), yang mengakibatkan kerak. Selain itu, sulfat berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi sulfat-bakteri pereduksi yang ada di air. 3. Kation memainkan peran ganda
Kation primer dalam air antara lain K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, dan Mn²⁺. Diantaranya, K⁺ dan Na⁺ meningkatkan konduktivitas listrik dan meningkatkan kecenderungan air menuju ketidakstabilan; Ca²⁺ dan Mg²⁺ meningkatkan risiko kerak dan mengganggu efisiensi perpindahan panas; dan Fe³⁺ dan Mn⁺ membentuk lumpur koloid, yang menyebabkan korosi di bawah-endapan.
Ringkasnya: menganalisis kadar HCO₃⁻, CO₃²⁻, dan OH⁻ untuk menilai keasaman/alkalinitas air; menganalisis kadar Cl⁻ untuk mengevaluasi ketahanan korosi baja tahan karat SS304; dan menganalisis kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺ untuk menilai risiko penskalaan penukar panas.
