Mantenere livelli ottimali di cloro in sistemi di raffreddamento a circuito aperto

I sistemi a circuito aperto usano fonti energetiche rinnovabili per raffreddare centrali elettriche e impianti industriali. Un sistema di raffreddamento ad acqua a circuito aperto è alimentato da fonti naturali (falda, laghi). Il sistema ha pompe metalliche che aspirano l'acqua e la restituiscono a un'altra fonte. Questi elementi portano concentrazioni di cloruro che possono corrodere le strutture metalliche che ospitano il sistema.

Basi del cloro

• Il cloro è importante per i sistemi a circuito aperto. Disinfetta e previene la crescita microbica. Il Central Utah Water Conservancy District spiega: "La dose tipica di pre-cloro è circa 0,8 mg/L e la dose tipica post-filtro è circa 0,7 mg/L con residuo di cloro nell'intervallo 0,8-1,0 mg/L all'uscita dalle TWR." Tuttavia, a seconda dei materiali in acciaio, si può arrivare fino a 1,5 mg/L.

Corrosione sotto tensione (Stress Corrosion Cracking)

• Quando il metallo si corrode, può incrinarsi nella zona dove la corrosione è progredita indisturbata. Acciaio inossidabile e ottone sono i metalli più comuni nei sistemi aperti. Il cloruro è il principale responsabile. All'aumentare della temperatura, aumentano gli effetti. All'aumentare delle concentrazioni di cloruri, aumenta il potenziale di incrinatura. Un rapporto General Electric suggerisce che "il cloruro può concentrasi da 100 ppm nell'acqua di massa fino a 10.000 ppm (1%) in una cricca (<103 cfu/mL)."

Pitting (corrosione a pitting)

• Il cloro causa pitting sull'alluminio. A differenza della corrosione sotto tensione, il cloro necessita della presenza di ossigeno per polarizzare il metallo. Il pitting avviene quando lo strato di ossido dell'alluminio si rompe; alti livelli di cloro causano l'esaurimento di quello strato. I livelli di cloro vanno controllati per mantenere il pH dell'acqua tra 4,0 e 8,5. I sistemi aperti in alluminio devono anche mantenere concentrazioni di cloruri sotto 100 ppm in ambiente ossidante.

Controllo temperatura

• Incrinature e pitting possono portare a guasti del sistema. La temperatura gioca un ruolo nella corrosione. Un rapporto NACE International afferma: "Se le temperature sono limitate sotto 140°F (60°C), l'incrinatura da tensione da cloruri può essere controllata. Nella maggior parte dei sistemi d'acqua di servizio nucleare la temperatura è controllata intorno a 125-128°F (52-53°C), sotto la soglia per l'incrinatura da tensione da cloruri." (Riferimento 3, pg 3-4,12)