Controle krijgen over corrosie met moleculaire luchtfiltratie

Corrosie van metaal treedt op wanneer een blootgesteld oppervlak in aanraking komt met gas of vloeistof, en het proces wordt versneld door blootstelling aan warme temperatuur, vochtigheid, zuren en zouten. Hoewel het woord 'corrosie' wordt gebruikt om het verval van metalen te beschrijven, zijn alle natuurlijke en door de mens gemaakte materialen onderhevig aan verval, en het niveau van verontreinigende stoffen in de lucht kan dit proces versnellen. De geschatte kosten van corrosie in de processen bedragen 4% per jaar van het BBP. Corrosie van elektronische procescontroleapparatuur is een veiligheidsrisico, samen met andere operationele hindernissen. Dit kan een deuk in de operationele kosten van het bedrijf veroorzaken, maar er zijn mogelijkheden om de risico's te minimaliseren en controle te krijgen over de corrosie in uw bedrijfsomgeving. Luchtfiltratie is een van de best mogelijke oplossingen omdat het de corrosie uit de atmosfeer kan elimineren, de luchtkwaliteit binnenshuis kan verbeteren en de werknemers ten goede kan komen.

Bedrijfsprocessen hebben het moeilijk door corrosie

Een reden voor corrosie is dat door de chemische reacties tussen vloeistoffen en vaste stoffen verontreinigende stoffen in de lucht ontstaan, zoals bijtende stofdeeltjes. Deze zelfde vloeistoffen en vaste stoffen, waaronder zout en zwarte koolstof, kunnen in wisselwerking staan met de moleculen in de metalen en het verval versnellen. Daarnaast spelen gasvormige zure contaminanten een belangrijke rol bij de corrosie van materialen, direct of indirect als precursoren van corrosieve deeltjes. 

Typical application-specific contaminants are hydrogen sulphide (H2S) in  where it emits from the wood pulping process and the sewer system and sulphur dioxide (SO2) from the recovery boiler. H2S will also be a major emission from waste treatment plants and onshore and offshore . Copper and silver have been used for reactivity monitoring in electrical control rooms and other premises for a long time and were a standardized method used in 1985. Using copper and silver is a very suitable combination. Copper will react with oxygen and water forming a sequential structure of Copper (I) oxide (Cu2O and CuO) and then Copper(I) sulphide (Cu2S), doe to sulphide the reaction is strongly affected by relative humidity. Silver will not form oxides but is very sensitive to reduced sulphur compounds like hydrogen sulphide and mercaptans. The reaction rate is controlled by the amount of sulphide available and little by relative humidity. From an exposure of  the levels of corrosivity or reactivity can be estimated.

Typische toepassingsspecifieke verontreinigingen zijn waterstofsulfide (H2S) in pulp- en papierfabrieken waar het wordt uitgestoten door het houtpulpproces en de riolering, en zwaveldioxide (SO2) uit de terugwinningsketel. H2S zal ook een belangrijke emissie zijn van afvalverwerkingsinstallaties en onshore en offshore oliebronnen en raffinaderijen. Koper en zilver zijn lange tijd gebruikt voor de bewaking van de reactiviteit in elektrische controlekamers en andere gebouwen en waren een gestandaardiseerde methode die in 1985 werd gebruikt. Het gebruik van koper en zilver is een zeer geschikte combinatie. Koper zal reageren met zuurstof en water en een sequentiële structuur van Koper (I) oxide (Cu2O en CuO) en vervolgens Koper (I) sulfide (Cu2S). Door sulfide wordt de reactie sterk beïnvloed door de relatieve luchtvochtigheid. Zilver vormt geen oxiden, maar is zeer gevoelig voor gereduceerde zwavelverbindingen zoals waterstofsulfide en mercaptanen. De reactiesnelheid wordt bepaald door de hoeveelheid sulfide die beschikbaar is en weinig door de relatieve vochtigheid. Uit een blootstelling van standaard koper en zilver coupons kunnen de niveaus van corrosiviteit of reactiviteit worden ingeschat.

Ervoor zorgen dat corrosie onder controle is
 

De lage corrosiesnelheid die vaak binnenshuis wordt aangetroffen, zal niet leiden tot structurele schade, in tegenstelling tot buitencorrosie die de ineenstorting van hele bruggen en andere structurele elementen blijkt te veroorzaken als gevolg van verschillende soorten/intensiteit van de corrosie. Binnencorrosie kan niettemin leiden tot ernstige gevolgen voor elektronische componenten en kan zelfs brand veroorzaken. De mogelijke effecten van corrosie binnenshuis hebben geleid tot de ontwikkeling van verschillende normen die voorzien in classificatiesystemen voor de corrosiviteit. De ANSI Norm, ANSI/ISA S71.04-2013, “Environmental Conditions for Process Measurement and Control Systems: Airborne Contaminants”. De classificatie komt rechtstreeks overeen met het niveau van de corrosieve effecten in die omgeving en de normen definiëren of karakteriseren omgevingen in functie van hun totale corrosiepotentieel en worden gemeten in Ångstrom (Å) eenheden, variërend van mild (G1 niveau) tot ernstig (GX niveau). Om de risico's van corrosie te verminderen, classificeert de ISO10121-2014  sectie 1 en 2 norm en de ASHRAE 145: 2015, de prestaties van de luchtfilter over proces-specifieke verbindingen om zo te zorgen voor adequate moleculaire filterprestaties van hoge kwaliteit.

Het hoofddoel van elektrische en elektronische apparatuur voor procesbesturing is 100% uptime en beschikbaarheid. Onderbrekingen of onregelmatige storingen hebben een directe invloed op de productie en de omzet. Als de corrosiviteit niet tijdig wordt verminderd, kan dit leiden tot een zeer kostbare vervanging van de apparatuur.

Door de recente ontwikkeling van real-time monitoren (ISA Check II) en de beproefde techniek met koper- en zilvercoupons is het zeer eenvoudig om een probleem te meten en te beoordelen voordat er een storing optreedt. Dankzij de lang beproefde kennis op het gebied van deeltjes- en moleculaire filtratie is er een scala aan filtratieoplossingen beschikbaar die geschikt zijn voor vrijwel alle soorten elektrische controlekamers en datacenters. De dimensionering van moleculaire filtratiesystemen moet gebaseerd zijn op gevestigde wetenschappelijke adsorptietheorie, realistische full-scale testen en software simulaties.

Neem contact met ons op om een grondige analyse van de corrosiecontrole te laten uitvoeren door Camfil-experts.

Bronnen (Engelstalig):