Consucal- Consultoria Química para Caldeiras S/C Ltda- São Paulo- Brasil. Zero sólidos, ou também totalmente volátil

August 13, 2018 | Author: Washington Domingos de Carvalho | Category: N/A
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RISCOS  NO  USO  DE  FOSFATOS  EM  ÁGUA  DE  CALDEIRAS  A  ALTA  PRESSÃO   René  Barreto  Neto  /  Antonio  Sergio  Barbosa  Neves   Consucal-­‐Consultoria  Química  para  Caldeiras  S/C  Ltda-­‐São  Paulo-­‐Brasil   “Trabalho  apresentado  no  29º  Congresso  Anual  de  Celulose  e  Papel  da  ABCTP,  realizado  em   São  Paulo-­‐SP-­‐Brasil,  de  04  a  08  de  novembro  de  1996”     1.  Introdução   Talvez  o  mais  tradicional  tipo  de  tratamento  para  águas  de  caldeira  seja  o  uso  de  fosfato  trissó-­‐ dico,  em  combinação  com  a  soda  cáustica.  A  principal  função  do  fosfato  trissódico  seria  a  de  na   presença  de  soda  cáustica  garantir  a  precipitação  de  sais  de  cálcio  na  forma  de  hidroxiapatita   [Ca3(PO4)2]3.Ca(OH)2  um  composto  dito  não  incrustante.   Com   o   advento   de   caldeiras   de   alta   pressão,   usando   água   de   alto   grau   de   pureza   vários   proble-­‐ mas  de  corrosão  começaram  a  ocorrer  e  os  estudos  para  resolver  esses  problemas  levaram  a   tratamentos  alternativos,  dos  quais  os  dois  principais  foram:   • Fosfato  coordenado   • Zero  sólidos,  ou  também  totalmente  volátil  

2.  Problemas  com  o  tratamento  tradicional  fosfato  trissódico  e  soda  cáustica   As   caldeiras   de   alta   pressão   (7,0   MPa   e   acima)   devem   operar   com   água   de   maior   pureza   possí-­‐ vel,  visando  evitar  problemas  de  corrosão  e  incrustação.  Até  a  década  de  50,  a  purificação  da   água   de   reposição   dessas   caldeiras   era   feita   por   destilação.   Posteriormente   se   passou   a   usar   resinas  de  troca  iônica  e  mais  recentemente  também  está  em  voga  o  processo  da  osmose  re-­‐ versa.     O  primeiro  grande  problema  que  se  evidenciou  em  algumas  caldeiras  de  alta  pressão,  usando   fosfato  trissódico  e  soda  cáustica,  foi  que  o  fosfato  sofria  “hide-­‐out”,  ou  seja  a  sua  concentração   na  água  da  caldeira  decrescia  continuamente  (o  mesmo  acontecia  com  a  sílica),  requerendo  re-­‐ posições   freqüentes,   enquanto   a   caldeira   era   mantida   em   operação   contínua,   à   plena   carga.   Quando   a   caldeira   era   parada   ou   tinha   sua   carga   reduzida,   a   concentração   de   fosfato   aumenta-­‐ va  para  valores  acima  dos  requeridos.   2.1.  Experiência  na  Usina  Termoelétrica  Piratininga   A  Usina  Termoelétrica  Piratininga,  da  então  São  Paulo  Light,  hoje  Eletropaulo,  começou  a  fun-­‐ cionar   no   bairro   de   Pedreira,   em   São   Paulo,   no   ano   de   1954,   com   duas   caldeiras   de   7,0   MPa   de   pressão  e  capacidade  de  386  t/h  de  vapor.  A  qualidade  de  suas  águas  era  regida  por  uma  espe-­‐ cificação   do   próprio   fabricante   e   que,   se   não   nos   enganamos,   era   adotada   quase   que   universal-­‐ mente:   • Fosfato  -­‐  11,0  a  16,0  ppm  PO4   • Hidróxidos  -­‐  4,5  a  7,5  ppm  OH   • pH  -­‐  10,0  a  10,8   • Sílica  -­‐  máximo  de  6,5  ppm  SiO2   O   fosfato   era   dosado   na   forma   de   fosfato   trissódico   e   o   hidróxido   na   forma   de   hidróxido   de   só-­‐ dio.   A  adição  desses  produtos  visava  evitar  a  deposição  de  compostos  de  cálcio  e  magnésio  de  for-­‐ ma  aderente  e  manter  uma  alcalinidade  suficiente  para  proteger  o  metal  das  caldeiras  contra  a   corrosão  por  possíveis  contaminações  de  caráter  ácido.  

2.2.  Primeiros  problemas   O   Laboratório   Químico   procurou   sempre   realizar   o   controle   da   qualidade   das   águas   da   duas   caldeiras,  fazendo  as  devidas  correções  assim  que  quaisquer  desvios  das  especificações  fossem   registrados.  Alguns  problemas,  entretanto,  foram  notados  logo  nos  primeiros  meses  de  opera-­‐ ção,   a   maioria   deles   causados   por   arraste   nos   evaporadores,   com   conseqüente   contaminação   da   água   das   caldeiras.   No   entanto,   o   problema   para   o   qual   queremos   dar   maior   destaque   neste   trabalho,  foi  o  fato  de  se  ter  notado,  logo  nos  primeiros  meses  de  operação,  que  em  ambas  as   caldeiras   se   registrava   o   fenômeno   do   “hide-­‐out”.   Isso   era   evidenciado   pelo   desaparecimento   gradativo  de  sílica  e  fosfato  durante  a  operação  à  plena  carga  e  o  aumento  de  suas  concentra-­‐ ções,  quando  as  unidades  eram  paradas  ou  operavam  com  cargas  baixas.  Esse  fenômeno  foi  se   agravando  paulatinamente  e,  no  início  de  1957,  substituídos  os  sais  de  sódio  pelos  de  potássio,   na  esperança  de  que  o  “hide-­‐out”  desaparecesse,  devido  a  maior  solubilidade  dos  sais  de  potás-­‐ sio.   Os   resultados   não   foram   os   esperados,   pois   o   “hide-­‐out”   apenas   diminuiu   em   pequenas   proporções.   2.3.  Caldeiras  de  maior  pressão  -­‐  agravamento  dos  problemas  de  “hide-­‐out”     Em   1960,   duas   novas   unidades   entraram   em   operação   na   Usina   Piratininga,   caldeiras   3   e   4,   ambas  com  capacidade  de  450  t/h  de  vapor  e  pressão  de  trabalho  de  14,0  MPa.   Logo   nos   primeiros   meses   de   operação   dessas   caldeiras,   já   ficou   evidenciada   a   existência   do   fenômeno  do  “hide-­‐out”.  Registre-­‐se  que  o  tipo  de  tratamento  recomendado  para  a  água  dessas   caldeiras,  pelo  fabricante,  era  o  mesmo  que  adotado  para  as  caldeiras  nº1  e  nº2,  com  relação  às   dosagens  de  fosfato  trissódico  e,  hidróxido  de  sódio  e  ao  valor  pH.     Até  então,  apesar  do  registro  de  diversas  anormalidades,  como  arrastes  nos  evaporadores,  com   carreamento  de  sílica  e  outras  impurezas  para  as  caldeiras,  a  não  eliminação  total  de  oxigênio   dissolvido   das     águas   de   alimentação,   a   presença   de   amônia   em   quantidades   incontroláveis,   com  conseqüente  corrosão  de  ligas  de  cobre  do  circuito  e  a  presença  de  “hide-­‐out”em  intensi-­‐ dades   variáveis,   não   houvera   a   presença   de   nenhum   vazamento   em   tubos   de   caldeiras,   por   processos  corrosivos  ou  pela  presença  localizada  de  depósitos.   Em   dezembro   de   1960,   entretanto,   ocorreu   o   primeiro   vazamento   dessa   natureza,   em   um   tubo   da   caldeira   nº2.   O   exame   desse   tubo   revelou   a   presença   de   grande   quantidade   de   depósitos   na   região   em   que   ocorreu   o   vazamento,   depósitos   esses   que   se   constituíam   principalmente   de  

óxidos  de  ferro  (62%),  óxidos  de  cobre  (5,4%)  e  sílica  (17,5%).  O  elevado  teor  de  sílica  levou  à   conclusão  de  que  a  formação  desses  depósitos  estava  associada  ao  “hide-­‐out”.   Pois  bem,  mas  esse  vazamento  foi  o  primeiro  de  uma  série  deles.  Em  1961,  nada  menos  de  tre-­‐ ze(13)  tubos  vazaram  na  caldeira  nº2  e  dois(2)  na  caldeira  nº4,  que  havia  entrado  em  operação   um  ano  antes.  Em  1962,  a  caldeira  nº3  apresentou  seis(6)  vazamentos  e  a  nº4  nada  menos  de   quarenta  e  um(41).  A  situação  era  crítica.  Os  estudos  levados  a  efeito  levaram  à  conclusão  de   que   a   ocorrência   dos   problemas   de   corrosão   tinha   uma   relação   com   o   fenômeno   do   “hide-­‐out”.   Nesses  dois  anos,  várias  medidas  foram  tomadas,  como  limpeza  química  das  caldeiras,  opera-­‐ ção  com  carga  reduzida,  na  medida  do  possível,  rigoroso  controle  das  condições  da  combustão,   etc.                                  

3.  Tratamento  “fosfato  coordenado”   Desde  que  nenhuma  das  medidas  tomadas  surtira  qualquer  efeito  benéfico,  tentou-­‐se  por  re-­‐ comendação   do   fabricante   das   caldeiras,   a   adoção   de   outro   tipo   de   tratamento   para   a   água   das   caldeiras:   o   “fosfato   coordenado”.   Assumindo   que   altas   concentrações   localizadas   de   hidróxido   de   sódio,   podiam   ser   consideradas   responsáveis,   pelo   menos   parcialmente,   pelos   processos   corrosivos   que   vinham   ocorrendo,   tentar-­‐se-­‐ia   evitar   a   presença   de   ions   hidroxila(OH-­‐)   na   água.  Isso  seria  feito  pelo  “fosfato  coordenado”  com  o  qual  se  faz  o  controle  do  valor  pH,  man-­‐ tendo-­‐o   abaixo   da   curva   “pH   x   Na3PO4”,   pela   adição   de   fosfatos   trissódico   e   dissódico,   ou   até   mesmo  monossódico.     No  entanto,  este  tratamento  teve  logo  que  ser  abandonado,  pois  seu  desiderato  não  foi  atingi-­‐ do.   Vazamentos   continuaram   a   ocorrer   e   registrava-­‐se   uma   contínua   diminuição   na   concentra-­‐ ção   de   fosfatos,   com   o   aparecimento   de   crescentes   concentrações   de   hidróxidos,   o   que   seria   explicado  pelas  seguintes  reações:   a)   2Na3PO4  +  3FeO  →  Fe3(PO4)2  +  3Na2O   b)   3Na2O    +    3H2O  →  6NaOH   Outra  anormalidade  registrada  foi  o  fato  de  que,  em  algumas  ocasiões,  após  a  parada  das  uni-­‐ dades,  aumentaram  as  concentrações  de  fosfato,  mas  com  sensível  queda  no  valor  pH.  Chega-­‐ mos  a  registrar  pH  de  7,5,  o  que  só  poderia  ser  explicado  pela  presença  de  fosfatos  mono  e  dis-­‐ sódicos  ou  ácido  fosfórico.                    

4.  Tratamento  “zero  sólidos”,  ou  totalmente  volátil   Desde  que  tratamentos  para  controle  da  alcalinidade  com  produtos  químicos  usuais  não  davam   bons  resultados,  uma  nova  alternativa  foi  tentada:  o  tratamento  denominado  de  “zero  sólidos”,   hoje  mais  conhecido  como  “totalmente  volátil”,  sobre  o  qual  havia  na  ocasião  pouca  experiên-­‐ cia,   pois   praticamente   era   apenas   utilizado   nas   chamadas   “once   through   boilers”.   São   caldeiras   que   não   têm   tubulões   e   que,   por   isso   não   admitem   quaisquer   substâncias   sólidas   dissolvidas   em  sua  água.  Nesse  tipo  de  tratamento,  o  controle  do  valor  pH  é  feito  apenas  pela  dosagem  de   produtos  voláteis  como  amônia,  morfolina  ou  ciclohexamina.  Assim,  no  início  de  1963,  as  águas   das  caldeiras  da  Usina  Piratininga  passaram  a  ser  tratadas  apenas  com  morfolina,  para  controle   do  pH  entre  9,3  e  9,5  e  hidrazina,  para  eliminar  traços  de  oxigênio  dissolvido.   Algumas  dificuldades  foram  encontradas  para  a  implantação  perfeita  desse  tipo  de  tratamento,   porque  a  usina  não  era  equipada  com  filtros  e  resinas  polidoras  de  condensado  e  era  quase  im-­‐ possível   evitar-­‐se   alguma   contaminação   oriunda   de   arraste   nos   evaporadores.   Mesmo   assim,   em  todo  o  ano  de  1963  nenhum  novo  vazamento  de  tubos  de  caldeira  se  registrou,  numa  evi-­‐ dência  de  que  estávamos  no  caminho  certo.                            

5.  Tratamento  “baixos  teores  de  soda  cáustica”   Apesar  do  êxito  decorrente  do  tratamento  “zero  sólidos”,  aplicado  durante  todo  o  ano  de  1963,   não   nos   sentimos   totalmente   seguros   em   aplica-­‐lo   indefinidamente,   não   só   pelos   problemas   citados  no  parágrafo  4.0,  como  pela  constatação  de  que  amostras  tomadas  nos  coletores  inferi-­‐ ores  acusavam  valores  de  pH  muito  inferiores  aos  verificados  em  amostras  do  tubulão.  Isso  se   devia   ao   fato   de   que   produtos   voláteis   tendem   a   ser   removidos   com   o   vapor,   não   circulando   totalmente  pela  caldeira.  Também  nos  pareceu  evidente  que  produtos  voláteis  não  dariam  pro-­‐ teção  contra  alguma  contaminação  de  caráter  ácido,  onde  essa  proteção  mais  se  faria  necessá-­‐ rio,  ou  seja  junto  às  paredes  dos  tubos,  nas  zonas  de  maior  transferência  de  calor.   Assim  sendo,  no  início  de  1964  decidimos  que  pequenas  dosagens  de  soda  cáustica  deveriam   ser  feitas  à  água  das  caldeiras.  Isso,  visando  manter  um  valor  pH  uniforme  e  suficientemente   alcalino   na   água,   dando   proteção   a   toda   a   caldeira.   Com   isso,   as   novas   especificações   para   as   água  de  caldeiras  da  Usina  Piratininga  passaram  a  ser:  

                 

 

Caldeiras  1  e  2  

Caldeiras  3  e  4  

pH  

9,6  a  10,0   pressão=7,0MPa  

9,6   a  10,0   pressão=14,0MPa  

NaOH  -­‐  ppm  

2,0  a  4,0  

2,0  a  4,0  

SiO2  -­‐  ppm  

≤  2,0  

≤  0,8  

NaCl  -­‐  ppm  

≤  2,0  

≤  2,0  

6.  Observações   6.1.  Desde  1963  não  mais  se  registraram  problemas  de  vazamentos  de  tubos  nas  caldeiras  da   Usina  Piratininga,  com  uma  única  exceção:  em  1971  registrou-­‐se  um  vazamento  em  um  tubo  da   caldeira  nº3,  mas  o  trecho  desse  tubo  onde  se  deu  a  corrosão,  revelou  presença  de  fosfato,  de-­‐ monstrando  que  o  problema  ainda  estava  associado  ao  tipo  de  tratamento  usado  nos  primeiros   anos  de  operação.   6.2.  A  partir  de  1968m  a  água  de  reposição  das  caldeiras  passou  a  processada  em  colunas  de   resinas  de  troca  iônica,  em  substituição  aos  evaporadores,  com  o  que  se  obteve  uma  melhoria   sensível   na   sua   qualidade,   resultando   numa   facilidade   muito   maior   no   controle   de   qualidade   das  águas  das  caldeiras.   6.3.  A  partir  de  1970  a  hidrazina  passou  a  ser  adicionada  na  saída  dos  condensadores,  em  do-­‐ sagens  mínimas  de  0,1  ppm  de  N2H4,  procurando-­‐se  dar  maior  proteção  a  todo  circuito  (anteri-­‐ ormente  era  adicionada  na  saída  dos  desaeradores,  numa  dosagem  de  100%  de  excesso  sobre   o  teor  de  oxigênio  dissolvido).   6.4.  Também,  em  1970,  a  morfolina  foi  substituída  pela  amônia  para  o  controle  do  valor  pH  das   águas  de  alimentação,  vapor  e  condensado.                        

7.  0utros  tipos  de  tratamento   Além  dos  tipos  de  tratamento  de  água  de  caldeira  discutidos  nos  parágrafos  anteriores,  há  ou-­‐ tros  que  são  comumente  recomendados,  dos  quais  destacamos  os  mais  comuns:   7.1.  Fosfato  congruente   Sem  entrar  em  detalhes,  diremos  apenas  ser  um  tipo  de  tratamento  derivado  do  fosfato  coor-­‐ denado.  Nele  também  não  se  admite  a  presença  de  soda  cáustica,  mas  são  recomendadas  pro-­‐ porções  e  concentrações  muito  bem  definidas,  em  pequenas  faixas  de  fosfatos  dissódicos  e  tris-­‐ sódicos.  Normalmente  se  adota  a  proporção  máxima  de  2,6  a  2,8  Na:PO4,  dependendo  da  classe   de  pressão  da  caldeira.   Na  literatura  técnica,  encontram-­‐se  vários  trabalhos  a  respeito  desse  tipo  de  tratamento.  Pes-­‐ soalmente  nunca  o  adotamos,  mas  mesmo  supondo  que  ele  dê  bons  resultados,  temos  certeza   de  que  haveria  grande  dificuldade  em  aplica-­‐lo  em  caldeiras  industriais:  o  perfeito  controle  de   qualidade.  Numa  usina  termoelétrica,  onde  normalmente  as  caldeiras  operam  semanas  segui-­‐ das  com  a  purga  contínua  fechada,  e  onde  há  Químicos  cuja  função  principal  é  cuidar  das  cal-­‐ deiras,  pode-­‐se  conseguir  um  bom  controle.  No  entanto,  numa  indústria  com  40%  de  água  de   reposição  nas  caldeiras,  purga  contínua  sempre  aberta  e  laboratórios  químicos  mais  especifi-­‐ camente  preparados  para  controle  de  produção,  seria  difícil  conseguir-­‐se  o  controle  de  quali-­‐ dade  requerido.     Aliás,  temos  constatado  que  em  algumas  indústrias,  onde  supostamente  se  deveria  estar  usan-­‐ do  “fosfato  coordenado,  o  que  se  vê  é  um  “fosfato  desordenado”.   7.2.  Fosfato  trissódico   Tipo  de  tratamento  que  recomenda  apenas  dosagem  de  fosfato  trissódico  não  é  encontrado  em   nenhuma   literatura   técnica   séria.   No   entanto,   o   temos   visto   sendo   aplicado   em   algumas   caldei-­‐ ras  industriais,  por  recomendação  de  fabricantes  de  caldeiras.  Num  caso  específico,  o  usuário   estava  certo  de  que  a  água  de  sua  caldeira  tinha  ausência  de  soda  cáustica,  porque  só  adiciona-­‐ va  o  recomendado  fosfato  trissódico,  mas  na  verdade  isso  não  ocorria.,  Soda  cáustica,  formada   pela  fuga  de  sódio  nas  resinas  catiônicas,  era  constantemente  carreada  à  caldeira,  chegando  a   concentrações  superiores  a  20  ppm.    

7.3.  Polímeros  dispersantes   Há  no  mercado  uma  variada  gama  de  produtos  à  base  de  polímeros,  cuja  função  é  manter  em   dispersão  o  cálcio,  o  magnésio,  o  ferro,  etc,  de  modo  a  evitar  a  precipitação  desses  produtos  nas   paredes  internas  dos  tubos  de  caldeiras.  Em  caldeiras  de  baixa  pressão,  alimentadas  por  água   de   baixa   pureza   e   onde   não   há   um   bom   controle   de   corrosão   das   tubulações,   esses   produtos   teriam   aplicabilidade.   No   entanto,   em   se   tratando   de   caldeiras   de   alta   pressão,   usando   água   de   reposição   de   melhor   qualidade,   purificada   por   resinas   e   ou   osmose   reversa,   com   bom   controle   de  qualidade  de  condensado  e  água  de  alimentação,  não  vemos  nenhuma  necessidade  no  uso   desses  produtos.                                    

8.  Outras  experiências   Como  demostrado  em  parágrafos  anteriores,  o  uso  de  fosfatos  no  tratamento  de  água  das  cal-­‐ deiras   de   Usina   Piratininga   teve   de   ser   abandonado,   sendo   substituído,   com   êxito   total,   pelo   tratamento   “baixos   teores   de   soda   cáustica”.   No   entanto,   não   seria   apenas   a   experiência   em   uma  usina  termoelétrica,  que  nos  moveria  a  recomendar.  Neste  Congresso,  a  substituição  da-­‐ quele  tratamento  tradicional,  por  outro,  muito  menos  difundido.   Portanto,   queremos   ilustrar   este   trabalho   com   trechos   de   trabalhos   técnicos   ou   especificações,   citadas  nas  Referências  Bibliográficas,  que  coletamos  nos  últimos  30  anos  de  nossa  experiência   no  ramo,  bem  como  divulgar  algumas  outras  industrias  que,  no  Brasil,  têm  adotado  o  tratamen-­‐ to  “baixos  teores  de  soda  cáustica”,  com  êxito  total.   8.1.  Especificações  inglesas(1)   Na  Inglaterra,  a  indústria  de  energia  elétrica  foi  recentemente  privatizada,  mas  as  usinas  ter-­‐ moelétricas  continuaram  a  adotar  as  especificações  da  CEGB(Central  Electricity  Generating  Bo-­‐ ard).   Entre  os  diversos  itens  dessas  especificações,  extraímos  um  deles,  que  interessa  ao  nosso  caso:   —“Caldeiras  de  60  a  100  Bar  -­‐  Embora  essa  classe  de  caldeiras  deva  operar  com  hidróxido  de   sódio,   fosfato   trissódico   pode   ser   usado,   se   houver   certeza   de   que   a   caldeira   em   questão   não   sofra  “hide-­‐out”,  ou  que  este  seja  tão  pequeno,  de  maneira  a  permitir  que  um  monitoramento  e   controle  adequados  sejam  conseguidos”.   8.2.  VGB  Standards(2)   Em  1968,  uma  publicação  da  MAN,  comentando  especificações  da  VGB,  em  um  de  seus  parágra-­‐ fos  diz:   —“Com  relação  ao  conteúdo  de  fosfatos  em  água  de  caldeiras,  é  de  particular  importância  dizer   que,  pela  primeira  vez  é  sugerido  que  o  tratamento  com  fosfatos  pode  ser  dispensado,  se  o  in-­‐ gresso  de  sais  de  dureza  na  caldeira  puder  ser  evitado  com  certeza.  Isto  é  particularmente  re-­‐ comendado  para  caldeiras  com  altas  taxas  de  transferência  de  calor  localizadas,  onde  fosfatos   podem   ter   efeito   indesejável   na   formação   de   incrustações   internas.   Para   prevenir   mal-­‐ entendidos,  deve-­‐se  mencionar  que  a  presença  de  fosfatos  serve  apenas  para  tornar  inofensivo   qualquer  residual  de  dureza,  não  oferecendo  proteção  contra  corrosão.    

8.3.  Falhas  em  tubos  de  geradores  de  vapor  em  sistemas  nucleares(3)   No  “VII  Seminário  Nacional  de  Produção  e  Transmissão  de  Energia  Elétrica”,  realizado  em  Brasília,  em   1984,   de   um   trabalho   sobre   o   assunto   apresentado   pela   Promon   Engenharia   S/A,   destacamos   os   se-­‐ guintes  trechos:   —“Nos  anos  em  que  o  uso  de  fosfato  como  tratamento  químico  do  secundário  era  generalizado,   22  reatores  apresentaram  afinamento  das  paredes  dos  tubos.”   —“O  abandono  do  uso  de  fosfato  como  tratamento  químico  e  sua  substituição  por  tratamento   totalmente  volátil...etc,  são  as  medidas  postas  em  prática  para  eliminação  ou  atenuação  deste   problemas.”   —“Fica  claro  que  reatores  que  usam  ou  usaram  fosfato  apresentam  maiores  problemas.”   —“O  abandono  do  uso  de  fosfato  como  tratamento  de  água  resultou  na  diminuição  da  ocorrên-­‐ cia  de  um  dos  principais  mecanismos  de  falhas  em  tubos.”   8.4.  Corrosão  em  tubos  de  caldeiras  devido  a  concentração  de  fosfatos  em  depósitos(4)   Do  trabalho  apresentado  por  Howell(4),  no  Corrosion/95,  uma  conferência  anual  da  NACE  In-­‐ ternacional,  em  1995,  destacamos:   −“Diversos   estudos   têm   mostrado   que   fosfato   de   sódio   pode   reagir   com   magnetita   e   outros   óxidos  metálicos.”   −“A   forma   de   corrosão   em   caldeiras,   conhecida   por   “corrosão   por   fosfato”   foi   descrita   tão   cedo   quanto  1963,  mas  não  foi  reconhecida  como  forma  distinta  de  falha  em  tubo  de  caldeira  até  um   incidente  em  1987.”   −“Há   duas   razões   principais   pelas   quais   a   corrosão   por   fosfato   não   foi   reconhecida   a   princípio.   Primeiro,  por  ser  muito  similar  à  corrosão  cáustica;  segundo,  porque  a  corrosão  por  fosfato  é   mais  comum  em  caldeiras  de  mais  alta  pressão,  como  as  construídas  nos  últimos  25  a  30  anos.”   8.5.  Corrosão  por  fosfato  em  caldeiras  a  alta  pressão  (5)   Do  trabalho  apresentado  por  Herro  e  Banweg(5),  no  Corrosion/95,  uma  conferência  anual  da   NACE  Internacional,  em  1995,  destacamos:   −“Infelizmente,  o  controle  congruente  convencional  não  levou  em  conta  a  interação  de  compos-­‐ tos  de  fosfatos  com  vários  depósitos  e  produtos  de  corrosão  incluindo  óxidos  de  ferro,  nas  su-­‐

perfícies  dos  tubos  de  caldeiras.  Corrosão  continuou  a  ocorrer,  mesmo  quando  as  faixas  de  pH   e  as  relações  entre  sódio  e  fosfato  foram  mantidas  de  acordo  com  a  teoria.”   −“Hide-­‐out  do  fosfato  torna  o  controle  do  fosfato  coordenado  mais  difícil  e  a  corrosão  por  fosfa-­‐ to  parece  ser  comum  apenas  em  caldeiras  onde  o  problema  do  “hide-­‐out”  é  pronunciado”   8.6.  Indústrias  que  aplicam  o  tratamento  “baixos  teores  de  soda  cáustica   Relacionamos  abaixo  as  indústrias  que  utilizam  este  tipo  de  tratamento:   • Rhodia  Ster  Fibras  Ltda.,  em  São  José  dos  Campos-­‐SP,  desde  1972.   • Fairway  Filamentos  S/ª,  em  Sto.André-­‐SP,  desde  1986.   • Cia  Suzano  de  Papel  e  Celulose,  em  Suzano-­‐SP,  desde  1986.   • Bahia  Sul  Celulose,  em  Mucuri-­‐BA,  desde  1991.                              

9.  Conclusão   Pequenas  concentrações  de  soda  cáustica,  como  a  que  recomendamos,  2  a  4  ppm,  não  oferecem   perigo   de   corrosão   e   dão   proteção   a   pequenas   contaminações   ácidas   que   possam   ocorrer   na   água  da  caldeira.  Em  nosso  modo  de  ver,  é  preferível  ter  proteção  contra  estas  pequenas  con-­‐ taminações   ácidas   do   que   uma   eventual   proteção   contra   pequenas   e,   também,   possíveis   con-­‐ taminações   de   cálcio.   Contra   contaminações   de   grande   porte,   quaisquer   que   sejam   elas,   não   há   nenhum   tipo   de   tratamento   preventivo   para   águas   de   caldeiras.   Aí   só   caberiam   medidas   corre-­‐ tivas,  mas  esse  já  seria  outro  problema.   Assim,   não   temos   receio   em   recomendar   o   tratamento   “baixos   teores   de   soda   cáustica”   para   caldeiras  de  alta  pressão  e  ainda  diríamos  que,  o  que  é  bom  para  as  caldeiras  de  alta  pressão   também   é   normalmente   bom   para   as   de   média   pressão.   Desde,   é   claro,   que   estas   estejam   equi-­‐ padas  para  operar  com  água  de  boa  qualidade,  tal  como,  água  desmineralizada  e  a  indústria  es-­‐ teja  estruturada  para  fazer  um  adequado  tratamento  e  um  bom  controle  de  qualidade  das  di-­‐ versas  águas  do  circuito  térmico.     Parodiando  Rudyard  Kipling,  concluiríamos:   −  Se  tens  caldeiras  de  alta  pressão,  usando  água  de  alto  grau  de  pureza;   −  Se  eliminas  totalmente  os  sais  de  dureza  nos  processos  de  purificação  da  água  de  reposição;   −  Se  mantens  em  bom  controle  de  qualidade  dos  condensados  e  água  de  alimentação;   −   Se   corres   o   risco   do   fenômeno   de   “hide-­‐out”   em   tuas   caldeiras,   embora   nem   sempre   o   identi-­‐ fique;   −  Se  tens  dificuldade  em  fazer  perfeito  controle  requerido  nos  tratamentos  “fosfato  coordena-­‐ do”  ou  “fosfato  congruente”;   −  Se  caldeiras  com  pressões  mais  altas  que  as  tuas  operam  com  tratamento  “totalmente  volá-­‐ til”;   −  Se  fosfatos  não  oferecem  proteção  contra  corrosão  ácida;   −  Então,  por  que  usar  fosfatos?      

10.  Referências  bibliográficas   (1).   CEGB   Generation   Operation   Memorandum   72-­‐Part2,   Chemical   Control   of   the   Steam   Water   Circuit   of   Drum   Type   and   Once-­‐Through   Boilers,   Central   Electricity   Generating   Boards,   Lon-­‐ don,  1985.   (2).  VGB  Standards  for  Feed  and  Boiler  Water  for  Water  Tube  Boilers,  M.A.N.,1968.   (3).  Promon  Engenharia,  Avaliação  Crítica  das  Falhas  de  Tubos  em  Geradores  de  Vapor  em  Sis-­‐ temas  Nucleares,  VII  Seminário  Nacional  de  Produção  e  Transmissão  de  Energia  Elétrica,  Brasí-­‐ lia,  1984.   (4).  HOWELL,  Andrew  G.,  Boiler  Water  Wall  Corrosion  Damage  due  to  Concentration  of  Phos-­‐ phate  in  Deposits,  Corrosion  95,  Paper  Nº  612,  NACE,  Orlando,  FL,  March  26-­‐31,  1995.   (5).   HERRO,   H.M.   &   Banweg,   A.,   Phosphate   Corrosion   in   High   Pressure   Boilers,   Corrosion   95,   Paper  Nº498,  NACE,  Orlando,  FA,  March  26-­‐31,  1995.    

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