УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И УДАЛЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ, УГЛЕВОДОРОДОВ И СНИЖЕНИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к классу устройств, предназначенных для предотвращения отложений солей (в том числе накипи), удалению уже имеющихся солеотложений, а также отложений углеводородных соединений (например, парафинов), выпадающих на металлических поверхностях технологических установок, контактирующих с водосодержащими потоками.
Кроме того, полезная модель относится также к классу устройств, существенно понижающих скорость коррозии металла технологических установок.
Области применения полезной модели:
- теплоэнергетика (теплообменные аппараты, водоподготовка для теплоагрегатов, трубопроводы горячего водоснабжения);
- городское и промышленное водоснабжение (трубопроводы, насосно-компрессорное оборудование);
- нефтепромысловое оборудование (нефтепроводы сырой нефти, трубопроводы систем поддержания пластового давления, скважинные насосно-компрессорные трубы, выкидные линии и т.п.).
Постоянно образующиеся на рабочих поверхностях технологических установок солевые (особенно, накипь) и углеводородные (например, парафины на нефтепромыслах) отложения существенно снижают КПД теплообменных аппаратов, уменьшают пропускную способность трубопроводов и насосно-компрессорных труб, а удаление этих отложений представляет серьезную технико-экономическую проблему, решение которой требует постоянных и ощутимых затрат. К большим материальным издержкам приводит также коррозия металла, вызванная указанными солеотложениями.
Для решения проблемы предотвращения и удаления отложений к настоящему времени разработано множество методов и средств.
Используемые методы и средства можно разбить на 2 класса: химические и физические.
Химические методы предусматривают использование различных реагентов, понижающих жесткость водных систем, в физических же методах на водный поток или металл трубопровода или аппарата воздействуют одним из физических полей (ультразвуковым, магнитным, электромагнитным, электронным (высокочастотным), и т.д.) или комбинацией этих полей.
Заявляемая полезная модель относится к подклассу электронных высокочастотных устройств защиты от отложений.
Наиболее близким прототипом заявляемой модели является устройство защиты от накипи «Шторма (1). Радиочастотное антинакипное устройство «Шторма состоит из управляемого микропроцессором блока генератора, вырабатывающего радиочастотные сигналы, которые передаются в протекающий в трубе водный поток с помощью катушки (намотанных на трубе проводовантенных излучателей). Радиочастотные сигналы концентрируются в объеме воды и изменяют структуру солей жесткости с образованием хрупкой арагонитовой формы карбоната кальция, не образующей твердой накипи и уносящейся с потоком воды.
Недостатками прототипа являются:
- малый радиус действия, вызванный неэффективным способом передачи радиочастотных сигналов в воду (с помощью намотанных на трубу антенных проводов-излучателей);
- неэффективность работы в случае углеводородных отложений;
- отсутствие антикоррозийного эффекта.
Целью заявляемой полезной модели является создание устройства, в котором сохранены полезные свойства прототипа, но устранены перечисленные недостатки.
Указанная цель достигается путем:
- введения в состав устройства дополнительного магнитопровода, охватывающего трубу с водным потоком и размещением на этом магнитопроводе катушки;
- передачей в трубу существенно большей мощности.
Заявляемое устройство состоит (фиг.1) из высокочастотного генератора 1, охватывающего трубу 4, магнитопровода 2 из ферромагнитного материала и расположенной на нем катушки 3 ввода электрических сигналов.
По современным представлениям, механизм солеотложений на поверхностях металлов заключается в следующем: возникшие в воде в результате диссоциации положительные ионы солей под действием сил притяжения между ними и свободными электронами металла трубы устремляются к стенкам трубы и образуют прочную связь с металлом.
Принцип действия заявляемого устройства построен на блокировании описанного механизма солеотложений.
Устройство работает следующим образом. При подаче на устройство сетевого напряжения генератор 1 начинает вырабатывать высокочастотные импульсы, которые подаются на расположенную на магнитопроводе катушку ввода сигналов 3 и создают в нем импульсный магнитный поток, вызывающий направленную вдоль трубы 4 электродвижущую силу (ЭДС) индукции и индукционные токи того же направления. Эти токи создают в металле трубы вторичные магнитные поля, отклоняющие свободные электроны металла трубы от ее внутренних поверхностей к наружным. В результате соприкасающаяся с водным потоком внутренняя поверхность металла трубы подвергается своего рода эффекту «электропассивации»: эта поверхность становится электрически нейтральной и химически инертной: вследствие исчезновения электрических сил притяжения, к этой поверхности перестают притягиваться растворенные в воде положительные ионы солей. Новые отложения солей, а также углеводородов на нейтральном металле трубы не откладываются, а ранее накопленные отложения постепенно теряют связь с металлом, отслаиваются и уносятся с потоком.
Благодаря введению в состав устройства охватывающего трубу магнитопровода появилась важная возможность передать в трубу повышенную (на 2-3 порядка) мощность высокочастотных импульсов и тем самым увеличить радиус действия устройства по сравнению с прототипом (по опыту - от 500 до 2000 м в обе стороны от устройства, в зависимости от мощности сигналов и диаметра трубы). Кроме того, внутренняя поверхность металла трубы приобретает эффект пассивации: как показали исследования, скорость коррозии внутренних поверхностей труб с данным устройством уменьшается в 3-5 раз.
Источники информации:
1. «Защита от накипи, водоподготовка и удаление накипи установками «ШТОРМ». Рекламный проспект фирмы «МПК ТЕХПРОМ ПСТ» на двух стр.
2. «Принцип работы. Защита от накипи, безреагентная водоподготовка, удаление и очистка от накипи, отложений и коррозии». Рекламный проспект фирмы «МПК ТЕХПРОМ ПСТ» на двух стр.