Đánh giá chống Ăn mòn

12
CÔNG NGH - CÔNG TRÌNH DU KHÍ 74 DU KHÍ  - S 1/2016 1. Mđầu Trong các công trình du khí, hthng làm mát bng nước bin có nguy cơ ăn mòn rt ln do cha hàm lượng ion clorua cao, gây xâm thc mnh. Bên cnh quá trình ăn mòn, quá trình đóng cn vô cơ và các vi sinh vt bin đeo bám, phát trin dn đến nguy cơ tc nghn hthng dn, tăng ti trng ca hthng bơm, gia tăng quá trình ăn mòn và phá hy vt liu, dn đến tăng chi phí vn hành và bo dưỡng, gim tui thca hthng. Do đó, nước làm mát, nước cu ha trong các nhà máy, nước bơm ép ti các giàn khai thác, nước ballast... cn phi được xtrước khi sdng. Các hóa phm truyn thng cha chlorine như: sodium hypochlorite (NaClO), nước chlorine, chlorine khí... được sdng rng rãi trong công nghip nói chung và trong ngành du khí nói riêng, giúp dit khun, ngăn chn sphát trin ca vi sinh vt trong nước bin, hn chế quá trình đóng cn bên trong đường ng, thiết b[1]. Tuy nhiên, các hóa phm này chyếu là các cht oxy hóa mnh, độc hi, nh hưởng đến sc khe con người và môi trường sinh thái, gây ăn mòn đường ng và thiết b, đặc bit khi sdng nng độ cao.  Để khc phc các hn chế khi sdng hóa phm cha chlorine, công nghđin hóa đã được nghiên cu và áp dng, cho phép dit vi khun, chng bám cn và gim thiu ăn mòn bên trong đường ng và thiết bkim loi vi hiu qucao. Công nghnày có chi phí đầu tư thiết bcao hơn so vi phương pháp bơm hóa phm, nhưng vn hành đơn gin, giúp gim thiu các chi phí mua, vn chuyn và lưu gihóa phm, không gây ô nhim môi trường và đảm bo an toàn cho người vn hành. Công nghđin hóa sdng dòng đin áp đặt vi đin cc anode đồng và nhôm. Dưới tác dng ca dòng đin mt chiu, các ion đồng được gii phóng ttvi nng độ rt nhcho phép c chế hiu qusphát trin ca các sinh vt bin, kim soát quá trình đóng cn bên trong hthng đường ng, thiết b. Các ion nhôm gii phóng vào nước bin hình thành hydroxide có tính kim, đóng vai trò như cht trung hòa, kết hp vi ion H +  trong môi trường, c chế quá trình ăn mòn. Hydroxide hình thành dng keo trong tnhiên sphlên bmt bên trong đường ng và thiết b, làm gim xu hướng đóng cn. Bài báo này gii thiu kết qukho sát các đặc tính ca đin cc đồng, nhôm, qua đó đánh giá hiu quca công nghđin hóa khi sdng để chng bám cn và hn chế ăn mòn kim loi trong nước bin. 2. Thc nghim  2.1. Chun bnghiên cu - Mu anode: Nhóm tác giđã chn đồng và nhôm độ tinh khiết khác nhau làm vt liu anode trong nghiên cu này (Bng 1). Các mu anode sdng trong nghiên cu ti phòng thí nghim được chế to dưới dng hình tr, xung NGHIÊN C U ÁNH GIÁ HIU QU CÔNG NGH IN HÓA NHM CHNG BÁM CN VÀ CHNG N MÒN CHO H THNG LÀM MÁT BNG N C BIN PGS. TS. Nguyn ThLê Hin, KS. Lê ThHng Giang ThS. Nguyn Xuân Trường, ThS. Phan Công Thành Vin Du khí Vit Nam Email: [email protected] Tóm tt Công nghđin hóa chng bám cn và chng ăn mòn bng cách sdng dòng đin áp đặt trên các cp đin cc anode đồng và nhôm. Dưới tác dng ca dòng đin mt chiu, các ion đồng được gii phóng chm vi nng độ rt nhcho phép c chế hiu qusphát trin ca các sinh vt bin, kim soát quá trình đóng cn bên trong hthng đường ng, thiết b. Bên cnh đó, các ion nhôm gii phóng vào nước bin hình thành các hydroxide dưới dng keo phlên bmt bên trong đường ng và thiết b, làm gim đóng cn và ăn mòn kim loi. Các kết qunghiên cu thu được cho thy tương ng vi mt độ dòng đin 1,25mA/cm  2  đối vi đin cc anode đồng và 1,5mA/cm  2  đối vi đin cc anode nhôm, hthng làm mát bng nước bin có thđược bo vhiu quchng li sđóng cn ca các vi sinh vt bin ăn mòn kim loi. Tkhóa: Công nghđin hóa, chng bám cn, chng ăn mòn.

Upload: nguyen-van-thanh

Post on 05-Jul-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

74 DU KHIacute - S 12016

1 Mở đầu

Trong caacutec cocircng trigravenh dầu khiacute hệ thống lagravem maacutet bằng

nước biển coacute nguy cơ ăn mograven rất lớn do chứa hagravem lượng

ion clorua cao gacircy xacircm thực mạnh Becircn cạnh quaacute trigravenh ăn

mograven quaacute trigravenh đoacuteng cặn vocirc cơ vagrave caacutec vi sinh vật biển đeo

baacutem phaacutet triển dẫn đến nguy cơ tắc nghẽn hệ thống dẫn

tăng tải trọng của hệ thống bơm gia tăng quaacute trigravenh ăn

mograven vagrave phaacute hủy vật liệu dẫn đến tăng chi phiacute vận hagravenh

vagrave bảo dưỡng giảm tuổi thọ của hệ thống Do đoacute nước

lagravem maacutet nước cứu hỏa trong caacutec nhagrave maacutey nước bơm eacutep

tại caacutec giagraven khai thaacutec nước ballast cần phải được xử lyacute

trước khi sử dụng

Caacutec hoacutea phẩm truyền thống chứa chlorine như

sodium hypochlorite (NaClO) nước chlorine chlorine

khiacute được sử dụng rộng ratildei trong cocircng nghiệp noacutei chungvagrave trong ngagravenh dầu khiacute noacutei riecircng giuacutep diệt khuẩn ngăn

chặn sự phaacutet triển của vi sinh vật trong nước biển hạn

chế quaacute trigravenh đoacuteng cặn becircn trong đường ống thiết bị [1]

Tuy nhiecircn caacutec hoacutea phẩm nagravey chủ yếu lagrave caacutec chất oxy hoacutea

mạnh độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người vagrave mocirci

trường sinh thaacutei gacircy ăn mograven đường ống vagrave thiết bị đặc

biệt khi sử dụng ở nồng độ cao

Để khắc phục caacutec hạn chế khi sử dụng hoacutea phẩm chứa

chlorine cocircng nghệ điện hoacutea đatilde được nghiecircn cứu vagrave aacutep

dụng cho pheacutep diệt vi khuẩn chống baacutem cặn vagrave giảmthiểu ăn mograven becircn trong đường ống vagrave thiết bị kim loại với

hiệu quả cao Cocircng nghệ nagravey coacute chi phiacute đầu tư thiết bị cao

hơn so với phương phaacutep bơm hoacutea phẩm nhưng vận hagravenh

đơn giản giuacutep giảm thiểu caacutec chi phiacute mua vận chuyển vagrave

lưu giữ hoacutea phẩm khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagrave đảm

bảo an toagraven cho người vận hagravenh

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng dograveng điện aacutep đặt vớiđiện cực anode đồng vagrave nhocircm Dưới taacutec dụng của dograveng

điện một chiều caacutec ion đồng được giải phoacuteng từ từ với

nồng độ rất nhỏ cho pheacutep ức chế hiệu quả sự phaacutet triển

của caacutec sinh vật biển kiểm soaacutet quaacute trigravenh đoacuteng cặn becircn

trong hệ thống đường ống thiết bị Caacutec ion nhocircm giải

phoacuteng vagraveo nước biển higravenh thagravenh hydroxide coacute tiacutenh kiềm

đoacuteng vai trograve như chất trung hogravea kết hợp với ion H+ coacute

trong mocirci trường ức chế quaacute trigravenh ăn mograven Hydroxide

higravenh thagravenh ở dạng keo trong tự nhiecircn sẽ phủ lecircn bề mặt

becircn trong đường ống vagrave thiết bị lagravem giảm xu hướng đoacuteng

cặn Bagravei baacuteo nagravey giới thiệu kết quả khảo saacutet caacutec đặc tiacutenh

của điện cực đồng nhocircm qua đoacute đaacutenh giaacute hiệu quả của

cocircng nghệ điện hoacutea khi sử dụng để chống baacutem cặn vagrave hạn

chế ăn mograven kim loại trong nước biển

2 Thực nghiệm

21 Chuẩn bị nghiecircn cứu

- Mẫu anode Nhoacutem taacutec giả đatilde chọn đồng vagrave nhocircm

coacute độ tinh khiết khaacutec nhau lagravem vật liệu anode trong

nghiecircn cứu nagravey (Bảng 1)

Caacutec mẫu anode sử dụng trong nghiecircn cứu tại phograveng

thiacute nghiệm được chế tạo dưới dạng higravenh trụ xung

NGHIEcircN C U AacuteNH GIAacute HIU QU COcircNG NGH IN HOacuteA NHM

CHNG BAacuteM CN VAgrave CHNG N MOgraveN CHO H THNG LAgraveM MAacuteT

BNG N C BINPGS TS Nguyễn Thị Lecirc Hiền KS Lecirc Thị Hồng Giang

ThS Nguyễn Xuacircn Trường ThS Phan Cocircng Thagravenh

Viện Dầu khiacute Việt Nam

Email hienntlvpipvnvn

Toacutem tắt

Cocircng nghệ điện hoacutea chống baacutem cặn vagrave chống ăn mograven bằng caacutech sử dụng dograveng điện aacutep đặt trecircn caacutec cặp điện cực

anode đồng vagrave nhocircm Dưới taacutec dụng của dograveng điện một chiều caacutec ion đồng được giải phoacuteng chậm với nồng độ rất nhỏ

cho pheacutep ức chế hiệu quả sự phaacutet triển của caacutec sinh vật biển kiểm soaacutet quaacute trigravenh đoacuteng cặn becircn trong hệ thống đường

ống thiết bị Becircn cạnh đoacute caacutec ion nhocircm giải phoacuteng vagraveo nước biển higravenh thagravenh caacutec hydroxide dưới dạng keo phủ lecircn

bề mặt becircn trong đường ống vagrave thiết bị lagravem giảm đoacuteng cặn vagrave ăn mograven kim loại Caacutec kết quả nghiecircn cứu thu được chothấy tương ứng với mật độ dograveng điện 125mAcm 2 đối với điện cực anode đồng vagrave 15mAcm 2 đối với điện cực anode

nhocircm hệ thống lagravem maacutet bằng nước biển coacute thể được bảo vệ hiệu quả chống lại sự đoacuteng cặn của caacutec vi sinh vật biển

vagrave ăn mograven kim loại

Từ khoacutea Cocircng nghệ điện hoacutea chống baacutem cặn chống ăn mograven

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 212

PETROVIETNAM

75DU KHIacute - S 12016

quanh đổ epoxy sao cho diện tiacutech lagravem việc khocircng đổi

bằng 246cm2

- Hệ điện hoacutea Caacutec pheacutep đo điện hoacutea nghiecircn cứu đặc

tiacutenh của caacutec điện cực (đồng nhocircm) được tiến hagravenh trecircnthiết bị điện hoacutea Parstat 2273 (Mỹ) trong bigravenh điện hoacutea hệ

3 điện cực chứa dung dịch nghiecircn cứu

+ Điện cực lagravem việc Lagrave caacutec mẫu đồng vagrave nhocircm coacute độ

tinh khiết khaacutec nhau

+ Điện cực so saacutenh Điện cực calomel batildeo hogravea KCl

(HgHg2Cl

2KCl

bh)

+ Điện cực đối Điện cực lưới platin (Pt) coacute kiacutech thước

4 x 5 (cm)

+ Dung dịch nghiecircn cứu Nước biển nhacircn tạo đượcchuẩn bị theo tiecircu chuẩn ASTM D 1141 [2] Ngoagravei ra caacutec

nghiecircn cứu đặc tiacutenh điện cực cograven được so saacutenh với caacutec kết

quả thu được trong nước biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc

dầu Dung Quất cho pheacutep khẳng định khả năng ứng dụng

thực tế của cocircng nghệ điện hoacutea cho caacutec mocirci trường nước

biển khaacutec nhau

Caacutec thử nghiệm khảo saacutet đặc tiacutenh chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea được tiến hagravenh

trong bigravenh điện hoacutea hệ 2 cực với điện cực anode lagrave đồng vagrave

nhocircm điện cực cathode lagrave theacutep sử dụng phương phaacutep dogravengaacutep đặt trong nước biển nhacircn tạo Caacutec kết quả thử nghiệm

được so saacutenh với kết quả thử nghiệm trong nước biển nhacircn

tạo được xử lyacute bằng hoacutea phẩm truyền thống hypochlorite

với nồng độ 26ppm tương đương với hagravem lượng bơm hoacutea

phẩm thực tế tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

22 Phương phaacutep nghiecircn cứu

Sử dụng phương phaacutep điện hoacutea như đo điện thế

mạch hở theo thời gian (OCP) đo đường cong phacircn cực

để nghiecircn cứu đặc tiacutenh của caacutec anode được lựa chọn Caacutectiacuten hiệu thu được được lưu giữ trong maacutey tiacutenh vagrave xử lyacute

bằng phần mềm chuyecircn dụng

Để đaacutenh giaacute hiệu quả chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn

mograven phương phaacutep khối lượng trecircn mẫu coupon theacutep

được aacutep dụng lần lượt theo tiecircu chuẩn ASTM D4778 [3]

vagrave ASTM G1 [4]

Nồng độ caacutec ion kim loại (Cu2+ Al3+) trong quaacute trigravenh

thử nghiệm được phacircn tiacutech bằng chuẩn độ quang học

trecircn thiết bị UV-vis (tại Phograveng thiacute nghiệm của Trung tacircm

Ứng dụng vagrave Chuyển giao Cocircng nghệ - Viện Dầu khiacute

Việt Nam)

Bề mặt mẫu coupon theacutep trước vagrave sau thử nghiệm

được quan saacutet trực quan quan saacutet bằng kiacutenh hiển vi kim

tương hoặc phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển

vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần

bằng phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

3 Kết quả vagrave thảo luận

31 Nghiecircn cứu caacutec đặc tiacutenh vật liệu điện cực đồng vagrave

nhocircm

Điện thế mạch hở (OCP) của caacutec kim loại nghiecircn cứu

theo thời gian so với điện cực so saacutenh calomel được thể

hiện trecircn Higravenh 1

Caacutec phản ứng hogravea tan kim loại trong nước biển xảy ra

theo cơ chế ăn mograven điện hoacutea được mocirc tả như sau

- Phản ứng anode

Đối với nhocircm Al - 3e- Al3+ Eo = -166V

Đối với đồng Cu - 2e-

Cu2+

Eo

= +034VPhản ứng cathode

O2 + H

2O + 4e- 4OH- Eo = +040V

Phản ứng hogravea tan kim loại phụ thuộc vagraveo bản chất

tự nhiecircn của kim loại Khi kim loại tinh khiết tại điều

kiện tiecircu chuẩn (25oC hoạt độ caacutec ion kim loại trong mocirci

trường điện ly lagrave 1M) phản ứng ăn mograven coacute thể xảy ra với

nhocircm vagrave đồng Tuy nhiecircn sự checircnh lệch điện thế tiecircu

chuẩn giữa phản ứng oxy hoacutea đồng vagrave phản ứng khử

oxy hogravea tan rất gần nhau (phản ứng (2) vagrave (3)) necircn tugravey

thuộc vagraveo quaacute trigravenh thế của kim loại coacute nhiều trường

hợp phản ứng ăn mograven đồng khocircng xảy ra trong mocirci

trường nước biển

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

-14

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

Al 02

Al 01

Cu 02

E ( V S C E )

Thời gian (giacircy)

Cu 01

Higravenh 1 Điện thế mạch hở của đồng vagrave nhocircm theo thời gian trong nước biển nhacircn tạo

Đồng NhocircmCu-01 Cu-02 Al-01 Al-02

Cu gt 99 Cu gt 98 Al gt 998 Al gt 98

Bảng 1 Thagravenh phần vật liệu điện cực

(1)

(2)

(3)

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 312

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

76 DU KHIacute - S 12016

Kết quả theo dotildei điện thế mạch hở của caacutec mẫu kim

loại theo thời gian ngacircm mẫu trong nước biển nhacircn tạo

cho thấy điện thế mạch hở của caacutec kim loại dần đạt

đến trạng thaacutei ổn định Điện thế của nhocircm acircm (-) hơnso với điện thế của đồng Caacutec giaacute trị điện thế mạch hở

thu được phugrave hợp với điện thế tiecircu chuẩn của nhocircm vagrave

đồng cho thấy tại điều kiện nhiệt độ thường nhocircm coacute

khả năng ăn mograven (tự hogravea tan) trong mocirci trường nước

biển nhacircn tạo vagrave kim loại đồng coacute điện thế dương hơn

bền ăn mograven hơn

Đặc tiacutenh điện hoacutea của caacutec kim loại đồng vagrave nhocircm

trong nước biển nhacircn tạo được nghiecircn cứu bằng đường

cong phacircn cực trong khoảng điện thế queacutet từ -15VSCE

đến +15VSCE tương ứng với điện thế dịch chuyển từ

vugraveng cathode sang vugraveng anode của kim loại Tốc độ ăn

mograven được xaacutec định trecircn cơ sở đường cong phacircn cực dạng

Tafel (Higravenh 2)

32 Nghiecircn cứu caacutec yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phoacuteng

điện của caacutec điện cực

Tốc độ phoacuteng điện anode (quaacute trigravenh hogravea tan kim loại)

của caacutec điện cực phụ thuộc vagraveo cường độ dograveng điện aacutep

đặt vagrave diện tiacutech điện cực Higravenh 3 vagrave 4 thể hiện sự biến

thiecircn điện thế theo thời gian của caacutec điện cực đồng vagrave

nhocircm Kết quả thu được cho thấy tại dograveng điện aacutep đặttrong khoảng 02 - 10mAcm2 caacutec điện cực đều nhanh

choacuteng đạt giaacute trị điện thế ổn định nằm trong khoảng điện

thế phoacuteng điện của kim loại Điện thế phản hồi thu được

trong caacutec trường hợp đều thấp hơn nhiều so với điện thế

phoacuteng điện của nước cho pheacutep dự đoaacuten hiệu quả phoacuteng

điện của caacutec điện cực kim loại tương đối cao Điện thế của

điện cực nhocircm nguyecircn chất coacute sự khaacutec biệt tương đối lớn

so với điện thế của điện cực hợp kim nhocircm Nhocircm nguyecircn

chất coacute điện thế phản hồi cao hơn so với hợp kim nhocircm

tại cugraveng điện thế aacutep đặt chứng tỏ trở khaacuteng cao hơn Dưới

taacutec động của dograveng anode bề mặt nhocircm nguyecircn chất coacute

khả năng higravenh thagravenh magraveng thụ động anode hoacutea ngăn

cản quaacute trigravenh hogravea tan kim loại necircn điện thế phản hồi thu

được cao hơn Khi theo dotildei điện thế theo thời gian tại mật

độ dograveng điện 10mAcm2 điện thế coacute xu hướng tăng dần

theo thời gian aacutep đặt dograveng Hiện tượng magraveng anode hoacutea

nhocircm higravenh thagravenh vagrave bị phaacute hủy trong mocirci trường nước

muối nhacircn tạo lagrave nguyecircn nhacircn điện thế phản hồi khocircng

ổn định (Higravenh 3)

Điện thế phản hồi theo thời gian tại caacutec dograveng aacutep đặt

thu được trecircn caacutec điện cực nhocircm vagrave đồng phugrave hợp với kếtquả khảo saacutet đường cong phacircn cực cho pheacutep khẳng định

độ tin cậy của caacutec kết quả khảo saacutet Tại cugraveng dograveng điện aacutep

Higravenh 2 Đường cong phacircn cực dạng Tafel của caacutec mẫu nhocircm đồng (caacutec neacutet liền(_____) mẫu 01 caacutec neacutet đứt (_ _ _ _) mẫu 02)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02-01

00

15mAcm2

02mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02

-01

00

15mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

-15 -10 -05 00 05 10 151E-8

1E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

001

01

1

10

I ( A c m

2 )

E (VSCE)

Al

Cu

Điện cực Tốc độ ăn mograven (mmnăm)Al - 01 00345Al - 02 00559Cu - 01 01162Cu - 02 00962

Higravenh 3 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng điện khaacutec nhau của caacutec mẫunhocircm Al-01 (_____) Al-02 (_ _ _ _)

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 412

PETROVIETNAM

77DU KHIacute - S 12016

đặt nhocircm coacute điện thế acircm (-) hơn tương ứng với trở khaacuteng

hogravea tan kim loại thấp hơn đồng

So với nước biển nhacircn tạo caacutec đường cong điện thế

tại dograveng điện aacutep đặt theo thời gian trong nước biển lagravem

maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất khocircng coacute sự khaacutec biệt

lớn Điều nagravey cho pheacutep khẳng định kết quả nghiecircn cứu

khảo saacutet nước biển nhacircn tạo coacute thể aacutep dụng đối với nước

biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất cũng nhưnước biển tại caacutec vugraveng khaacutec nhau

33 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn vagrave chống ăn mograven

trong phograveng thiacute nghiệm bằng cocircng nghệ điện hoacutea

331 Xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng

vagrave nhocircm

Hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng vagrave nhocircm

ở caacutec nồng độ khaacutec nhau được thử nghiệm bằng phương

phaacutep khối lượng trong nước biển tại nhiệt độ 40oC sau 2

tuần thử nghiệm Khối lượng cặn kết tủa trecircn bề mặt mẫuthử nghiệm được thể hiện trecircn Higravenh 5

Để so saacutenh với phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền

thống nhoacutem taacutec giả tiến hagravenh thử nghiệm tương tự trong

cugraveng điều kiện nhưng trong nước biển được bổ sung

hypochlorite 26ppm thay bởi caacutec ion đồng vagrave nhocircm khối

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt thu được lagrave 5203mg

Theo Higravenh 5 với nồng độ đồng ge 125microgl vagrave nồng độ

nhocircm ge 4microgl trong nước biển cho pheacutep giảm thiểu tối đa

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm vagrave khối lượng

cặn baacutem trecircn bề mặt nhỏ hơn so với phương phaacutep bơmhoacutea phẩm hypochlorite truyền thống

332 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ

điện hoacutea

Nhoacutem taacutec giả xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn bằng

cocircng nghệ điện hoacutea trong phograveng thiacute nghiệm bằng caacutech

theo dotildei hagravem lượng caacutec ion đồng vagrave nhocircm higravenh thagravenh

trong dung dịch thử nghiệm trong quaacute trigravenh aacutep đặt dograveng

điện Để coacute thể chống baacutem cặn hiệu quả khocircng gacircy latildeng

phiacute kim loại vagrave ocirc nhiễm mocirci trường do lượng ion kim loại

tồn dư cần phải khống chế nồng độ ion đồng ở mức

125microgl vagrave ion nhocircm lagrave 4microgl Do đoacute việc khảo saacutet dograveng

điện một chiều (DC) aacutep đặt phacircn tiacutech khối lượng anode

hogravea tan cũng như nồng độ ion kim loại trong dung dịch

nghiecircn cứu cho pheacutep đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn

của phương phaacutep điện hoacutea

Kết quả phacircn tiacutech thagravenh phần của đồng nhocircm trong

nước biển tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau theo điện

tiacutech qua caacutec điện cực được thể hiện trecircn Higravenh 6 vagrave 7

Trong khoảng dograveng điện aacutep đặt từ 02 - 10mAcm 2

quaacute trigravenh hogravea tan anode kim loại đatilde xảy ra Tại cugraveng một

điện lượng trong một đơn vị thể tiacutech với mật độ dograveng

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

Higravenh 4 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau của caacutec mẫuđồng Cu-01 (_____) Cu-02 (_ _ _ _)

Higravenh 5 Khối lượng cặn baacutem trecircn mẫu được thử nghiệm trong nước biển tại nhiệt độ 40 oCvới sự coacute mặt của ion đồng vagrave nhocircm ở caacutec nồng độ khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 512

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

78 DU KHIacute - S 12016

điện aacutep đặt nhỏ quaacute trigravenh hogravea tan điện hoacutea kim loại xảy

ra chậm hiệu suất chưa cao Khi tăng mật độ dograveng điện

quaacute trigravenh hogravea tan kim loại tăng nồng độ ion kim loại

trong dung dịch tăng lecircn Khi mật độ dograveng quaacute lớn một

phần điện tiacutech cung cấp cho caacutec phản ứng oxy hoacutea nước

xảy ra necircn hiệu suất dograveng điện giảm nồng độ ion kim

loại trong dung dịch lại thấp hơn so với tại mật độ dograveng

điện nhỏ

Caacutec điện cực đồng vagrave nhocircm coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau khocircng coacute sự khaacutec biệt lớn về hiệu suất hogravea tan cũng

như nồng độ ion kim loại trong dung dịch Tuy nhiecircn khi

kim loại coacute tạp chất lượng tạp chất hogravea tan coacute thể ảnh

hưởng khocircng tốt tới hệ thống Caacutec điện cực đồng coacute độ

tinh khiết cao được khuyến caacuteo sử dụng Sự higravenh thagravenh

magraveng anode hoacutea trecircn điện cực nhocircm coacute thể dẫn đến thụ

động bề mặt kim loại Do đoacute nhoacutem taacutec giả lựa chọn hợp

kim nhocircm kẽm cho pheacutep cải thiện đặc tiacutenh điện hoacutea của

điện cực vagrave tăng hiệu suất dograveng điện hogravea tan

Higravenh 6 vagrave 7 cho thấy khoảng mật độ dograveng điện cho

hiệu suất cao nhất như sau

- Đối với đồng 12mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

5mAcm2

- Đối với nhocircm 15mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

2mAcm2

Tugravey thuộc vagraveo lưu lượng dograveng chảy coacute thể tiacutenh toaacuten

thiết kế số lượng khối lượng anode vagrave cường độ dograveng

điện tương ứng đaacutep ứng yecircu cầu về nồng độ ion trongdung dịch theo phương trigravenh (4)

M = (Q x C x tlife

x T1000) x n

Trong đoacute

M Khối lượng điện cực (kg)

Q Lưu lượng dograveng chảy (m3giờ)

C Nồng độ ion kim loại (mgl)

tlife

Tuổi thọ (năm)

T Số giờ hoạt động trong năm (giờnăm)

n Hệ số dự phograveng

Mẫu Cu-01 Mẫu Cu-02Higravenh 6 Nồng độ đồng trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode đồng tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

Mẫu Al-01 Mẫu Al-02

(4)

Higravenh 7 Nồng độ nhocircm trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode nhocircm tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 212

PETROVIETNAM

75DU KHIacute - S 12016

quanh đổ epoxy sao cho diện tiacutech lagravem việc khocircng đổi

bằng 246cm2

- Hệ điện hoacutea Caacutec pheacutep đo điện hoacutea nghiecircn cứu đặc

tiacutenh của caacutec điện cực (đồng nhocircm) được tiến hagravenh trecircnthiết bị điện hoacutea Parstat 2273 (Mỹ) trong bigravenh điện hoacutea hệ

3 điện cực chứa dung dịch nghiecircn cứu

+ Điện cực lagravem việc Lagrave caacutec mẫu đồng vagrave nhocircm coacute độ

tinh khiết khaacutec nhau

+ Điện cực so saacutenh Điện cực calomel batildeo hogravea KCl

(HgHg2Cl

2KCl

bh)

+ Điện cực đối Điện cực lưới platin (Pt) coacute kiacutech thước

4 x 5 (cm)

+ Dung dịch nghiecircn cứu Nước biển nhacircn tạo đượcchuẩn bị theo tiecircu chuẩn ASTM D 1141 [2] Ngoagravei ra caacutec

nghiecircn cứu đặc tiacutenh điện cực cograven được so saacutenh với caacutec kết

quả thu được trong nước biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc

dầu Dung Quất cho pheacutep khẳng định khả năng ứng dụng

thực tế của cocircng nghệ điện hoacutea cho caacutec mocirci trường nước

biển khaacutec nhau

Caacutec thử nghiệm khảo saacutet đặc tiacutenh chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea được tiến hagravenh

trong bigravenh điện hoacutea hệ 2 cực với điện cực anode lagrave đồng vagrave

nhocircm điện cực cathode lagrave theacutep sử dụng phương phaacutep dogravengaacutep đặt trong nước biển nhacircn tạo Caacutec kết quả thử nghiệm

được so saacutenh với kết quả thử nghiệm trong nước biển nhacircn

tạo được xử lyacute bằng hoacutea phẩm truyền thống hypochlorite

với nồng độ 26ppm tương đương với hagravem lượng bơm hoacutea

phẩm thực tế tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

22 Phương phaacutep nghiecircn cứu

Sử dụng phương phaacutep điện hoacutea như đo điện thế

mạch hở theo thời gian (OCP) đo đường cong phacircn cực

để nghiecircn cứu đặc tiacutenh của caacutec anode được lựa chọn Caacutectiacuten hiệu thu được được lưu giữ trong maacutey tiacutenh vagrave xử lyacute

bằng phần mềm chuyecircn dụng

Để đaacutenh giaacute hiệu quả chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn

mograven phương phaacutep khối lượng trecircn mẫu coupon theacutep

được aacutep dụng lần lượt theo tiecircu chuẩn ASTM D4778 [3]

vagrave ASTM G1 [4]

Nồng độ caacutec ion kim loại (Cu2+ Al3+) trong quaacute trigravenh

thử nghiệm được phacircn tiacutech bằng chuẩn độ quang học

trecircn thiết bị UV-vis (tại Phograveng thiacute nghiệm của Trung tacircm

Ứng dụng vagrave Chuyển giao Cocircng nghệ - Viện Dầu khiacute

Việt Nam)

Bề mặt mẫu coupon theacutep trước vagrave sau thử nghiệm

được quan saacutet trực quan quan saacutet bằng kiacutenh hiển vi kim

tương hoặc phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển

vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần

bằng phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

3 Kết quả vagrave thảo luận

31 Nghiecircn cứu caacutec đặc tiacutenh vật liệu điện cực đồng vagrave

nhocircm

Điện thế mạch hở (OCP) của caacutec kim loại nghiecircn cứu

theo thời gian so với điện cực so saacutenh calomel được thể

hiện trecircn Higravenh 1

Caacutec phản ứng hogravea tan kim loại trong nước biển xảy ra

theo cơ chế ăn mograven điện hoacutea được mocirc tả như sau

- Phản ứng anode

Đối với nhocircm Al - 3e- Al3+ Eo = -166V

Đối với đồng Cu - 2e-

Cu2+

Eo

= +034VPhản ứng cathode

O2 + H

2O + 4e- 4OH- Eo = +040V

Phản ứng hogravea tan kim loại phụ thuộc vagraveo bản chất

tự nhiecircn của kim loại Khi kim loại tinh khiết tại điều

kiện tiecircu chuẩn (25oC hoạt độ caacutec ion kim loại trong mocirci

trường điện ly lagrave 1M) phản ứng ăn mograven coacute thể xảy ra với

nhocircm vagrave đồng Tuy nhiecircn sự checircnh lệch điện thế tiecircu

chuẩn giữa phản ứng oxy hoacutea đồng vagrave phản ứng khử

oxy hogravea tan rất gần nhau (phản ứng (2) vagrave (3)) necircn tugravey

thuộc vagraveo quaacute trigravenh thế của kim loại coacute nhiều trường

hợp phản ứng ăn mograven đồng khocircng xảy ra trong mocirci

trường nước biển

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

-14

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

Al 02

Al 01

Cu 02

E ( V S C E )

Thời gian (giacircy)

Cu 01

Higravenh 1 Điện thế mạch hở của đồng vagrave nhocircm theo thời gian trong nước biển nhacircn tạo

Đồng NhocircmCu-01 Cu-02 Al-01 Al-02

Cu gt 99 Cu gt 98 Al gt 998 Al gt 98

Bảng 1 Thagravenh phần vật liệu điện cực

(1)

(2)

(3)

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 312

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

76 DU KHIacute - S 12016

Kết quả theo dotildei điện thế mạch hở của caacutec mẫu kim

loại theo thời gian ngacircm mẫu trong nước biển nhacircn tạo

cho thấy điện thế mạch hở của caacutec kim loại dần đạt

đến trạng thaacutei ổn định Điện thế của nhocircm acircm (-) hơnso với điện thế của đồng Caacutec giaacute trị điện thế mạch hở

thu được phugrave hợp với điện thế tiecircu chuẩn của nhocircm vagrave

đồng cho thấy tại điều kiện nhiệt độ thường nhocircm coacute

khả năng ăn mograven (tự hogravea tan) trong mocirci trường nước

biển nhacircn tạo vagrave kim loại đồng coacute điện thế dương hơn

bền ăn mograven hơn

Đặc tiacutenh điện hoacutea của caacutec kim loại đồng vagrave nhocircm

trong nước biển nhacircn tạo được nghiecircn cứu bằng đường

cong phacircn cực trong khoảng điện thế queacutet từ -15VSCE

đến +15VSCE tương ứng với điện thế dịch chuyển từ

vugraveng cathode sang vugraveng anode của kim loại Tốc độ ăn

mograven được xaacutec định trecircn cơ sở đường cong phacircn cực dạng

Tafel (Higravenh 2)

32 Nghiecircn cứu caacutec yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phoacuteng

điện của caacutec điện cực

Tốc độ phoacuteng điện anode (quaacute trigravenh hogravea tan kim loại)

của caacutec điện cực phụ thuộc vagraveo cường độ dograveng điện aacutep

đặt vagrave diện tiacutech điện cực Higravenh 3 vagrave 4 thể hiện sự biến

thiecircn điện thế theo thời gian của caacutec điện cực đồng vagrave

nhocircm Kết quả thu được cho thấy tại dograveng điện aacutep đặttrong khoảng 02 - 10mAcm2 caacutec điện cực đều nhanh

choacuteng đạt giaacute trị điện thế ổn định nằm trong khoảng điện

thế phoacuteng điện của kim loại Điện thế phản hồi thu được

trong caacutec trường hợp đều thấp hơn nhiều so với điện thế

phoacuteng điện của nước cho pheacutep dự đoaacuten hiệu quả phoacuteng

điện của caacutec điện cực kim loại tương đối cao Điện thế của

điện cực nhocircm nguyecircn chất coacute sự khaacutec biệt tương đối lớn

so với điện thế của điện cực hợp kim nhocircm Nhocircm nguyecircn

chất coacute điện thế phản hồi cao hơn so với hợp kim nhocircm

tại cugraveng điện thế aacutep đặt chứng tỏ trở khaacuteng cao hơn Dưới

taacutec động của dograveng anode bề mặt nhocircm nguyecircn chất coacute

khả năng higravenh thagravenh magraveng thụ động anode hoacutea ngăn

cản quaacute trigravenh hogravea tan kim loại necircn điện thế phản hồi thu

được cao hơn Khi theo dotildei điện thế theo thời gian tại mật

độ dograveng điện 10mAcm2 điện thế coacute xu hướng tăng dần

theo thời gian aacutep đặt dograveng Hiện tượng magraveng anode hoacutea

nhocircm higravenh thagravenh vagrave bị phaacute hủy trong mocirci trường nước

muối nhacircn tạo lagrave nguyecircn nhacircn điện thế phản hồi khocircng

ổn định (Higravenh 3)

Điện thế phản hồi theo thời gian tại caacutec dograveng aacutep đặt

thu được trecircn caacutec điện cực nhocircm vagrave đồng phugrave hợp với kếtquả khảo saacutet đường cong phacircn cực cho pheacutep khẳng định

độ tin cậy của caacutec kết quả khảo saacutet Tại cugraveng dograveng điện aacutep

Higravenh 2 Đường cong phacircn cực dạng Tafel của caacutec mẫu nhocircm đồng (caacutec neacutet liền(_____) mẫu 01 caacutec neacutet đứt (_ _ _ _) mẫu 02)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02-01

00

15mAcm2

02mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02

-01

00

15mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

-15 -10 -05 00 05 10 151E-8

1E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

001

01

1

10

I ( A c m

2 )

E (VSCE)

Al

Cu

Điện cực Tốc độ ăn mograven (mmnăm)Al - 01 00345Al - 02 00559Cu - 01 01162Cu - 02 00962

Higravenh 3 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng điện khaacutec nhau của caacutec mẫunhocircm Al-01 (_____) Al-02 (_ _ _ _)

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 412

PETROVIETNAM

77DU KHIacute - S 12016

đặt nhocircm coacute điện thế acircm (-) hơn tương ứng với trở khaacuteng

hogravea tan kim loại thấp hơn đồng

So với nước biển nhacircn tạo caacutec đường cong điện thế

tại dograveng điện aacutep đặt theo thời gian trong nước biển lagravem

maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất khocircng coacute sự khaacutec biệt

lớn Điều nagravey cho pheacutep khẳng định kết quả nghiecircn cứu

khảo saacutet nước biển nhacircn tạo coacute thể aacutep dụng đối với nước

biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất cũng nhưnước biển tại caacutec vugraveng khaacutec nhau

33 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn vagrave chống ăn mograven

trong phograveng thiacute nghiệm bằng cocircng nghệ điện hoacutea

331 Xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng

vagrave nhocircm

Hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng vagrave nhocircm

ở caacutec nồng độ khaacutec nhau được thử nghiệm bằng phương

phaacutep khối lượng trong nước biển tại nhiệt độ 40oC sau 2

tuần thử nghiệm Khối lượng cặn kết tủa trecircn bề mặt mẫuthử nghiệm được thể hiện trecircn Higravenh 5

Để so saacutenh với phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền

thống nhoacutem taacutec giả tiến hagravenh thử nghiệm tương tự trong

cugraveng điều kiện nhưng trong nước biển được bổ sung

hypochlorite 26ppm thay bởi caacutec ion đồng vagrave nhocircm khối

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt thu được lagrave 5203mg

Theo Higravenh 5 với nồng độ đồng ge 125microgl vagrave nồng độ

nhocircm ge 4microgl trong nước biển cho pheacutep giảm thiểu tối đa

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm vagrave khối lượng

cặn baacutem trecircn bề mặt nhỏ hơn so với phương phaacutep bơmhoacutea phẩm hypochlorite truyền thống

332 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ

điện hoacutea

Nhoacutem taacutec giả xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn bằng

cocircng nghệ điện hoacutea trong phograveng thiacute nghiệm bằng caacutech

theo dotildei hagravem lượng caacutec ion đồng vagrave nhocircm higravenh thagravenh

trong dung dịch thử nghiệm trong quaacute trigravenh aacutep đặt dograveng

điện Để coacute thể chống baacutem cặn hiệu quả khocircng gacircy latildeng

phiacute kim loại vagrave ocirc nhiễm mocirci trường do lượng ion kim loại

tồn dư cần phải khống chế nồng độ ion đồng ở mức

125microgl vagrave ion nhocircm lagrave 4microgl Do đoacute việc khảo saacutet dograveng

điện một chiều (DC) aacutep đặt phacircn tiacutech khối lượng anode

hogravea tan cũng như nồng độ ion kim loại trong dung dịch

nghiecircn cứu cho pheacutep đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn

của phương phaacutep điện hoacutea

Kết quả phacircn tiacutech thagravenh phần của đồng nhocircm trong

nước biển tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau theo điện

tiacutech qua caacutec điện cực được thể hiện trecircn Higravenh 6 vagrave 7

Trong khoảng dograveng điện aacutep đặt từ 02 - 10mAcm 2

quaacute trigravenh hogravea tan anode kim loại đatilde xảy ra Tại cugraveng một

điện lượng trong một đơn vị thể tiacutech với mật độ dograveng

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

Higravenh 4 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau của caacutec mẫuđồng Cu-01 (_____) Cu-02 (_ _ _ _)

Higravenh 5 Khối lượng cặn baacutem trecircn mẫu được thử nghiệm trong nước biển tại nhiệt độ 40 oCvới sự coacute mặt của ion đồng vagrave nhocircm ở caacutec nồng độ khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 512

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

78 DU KHIacute - S 12016

điện aacutep đặt nhỏ quaacute trigravenh hogravea tan điện hoacutea kim loại xảy

ra chậm hiệu suất chưa cao Khi tăng mật độ dograveng điện

quaacute trigravenh hogravea tan kim loại tăng nồng độ ion kim loại

trong dung dịch tăng lecircn Khi mật độ dograveng quaacute lớn một

phần điện tiacutech cung cấp cho caacutec phản ứng oxy hoacutea nước

xảy ra necircn hiệu suất dograveng điện giảm nồng độ ion kim

loại trong dung dịch lại thấp hơn so với tại mật độ dograveng

điện nhỏ

Caacutec điện cực đồng vagrave nhocircm coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau khocircng coacute sự khaacutec biệt lớn về hiệu suất hogravea tan cũng

như nồng độ ion kim loại trong dung dịch Tuy nhiecircn khi

kim loại coacute tạp chất lượng tạp chất hogravea tan coacute thể ảnh

hưởng khocircng tốt tới hệ thống Caacutec điện cực đồng coacute độ

tinh khiết cao được khuyến caacuteo sử dụng Sự higravenh thagravenh

magraveng anode hoacutea trecircn điện cực nhocircm coacute thể dẫn đến thụ

động bề mặt kim loại Do đoacute nhoacutem taacutec giả lựa chọn hợp

kim nhocircm kẽm cho pheacutep cải thiện đặc tiacutenh điện hoacutea của

điện cực vagrave tăng hiệu suất dograveng điện hogravea tan

Higravenh 6 vagrave 7 cho thấy khoảng mật độ dograveng điện cho

hiệu suất cao nhất như sau

- Đối với đồng 12mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

5mAcm2

- Đối với nhocircm 15mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

2mAcm2

Tugravey thuộc vagraveo lưu lượng dograveng chảy coacute thể tiacutenh toaacuten

thiết kế số lượng khối lượng anode vagrave cường độ dograveng

điện tương ứng đaacutep ứng yecircu cầu về nồng độ ion trongdung dịch theo phương trigravenh (4)

M = (Q x C x tlife

x T1000) x n

Trong đoacute

M Khối lượng điện cực (kg)

Q Lưu lượng dograveng chảy (m3giờ)

C Nồng độ ion kim loại (mgl)

tlife

Tuổi thọ (năm)

T Số giờ hoạt động trong năm (giờnăm)

n Hệ số dự phograveng

Mẫu Cu-01 Mẫu Cu-02Higravenh 6 Nồng độ đồng trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode đồng tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

Mẫu Al-01 Mẫu Al-02

(4)

Higravenh 7 Nồng độ nhocircm trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode nhocircm tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 312

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

76 DU KHIacute - S 12016

Kết quả theo dotildei điện thế mạch hở của caacutec mẫu kim

loại theo thời gian ngacircm mẫu trong nước biển nhacircn tạo

cho thấy điện thế mạch hở của caacutec kim loại dần đạt

đến trạng thaacutei ổn định Điện thế của nhocircm acircm (-) hơnso với điện thế của đồng Caacutec giaacute trị điện thế mạch hở

thu được phugrave hợp với điện thế tiecircu chuẩn của nhocircm vagrave

đồng cho thấy tại điều kiện nhiệt độ thường nhocircm coacute

khả năng ăn mograven (tự hogravea tan) trong mocirci trường nước

biển nhacircn tạo vagrave kim loại đồng coacute điện thế dương hơn

bền ăn mograven hơn

Đặc tiacutenh điện hoacutea của caacutec kim loại đồng vagrave nhocircm

trong nước biển nhacircn tạo được nghiecircn cứu bằng đường

cong phacircn cực trong khoảng điện thế queacutet từ -15VSCE

đến +15VSCE tương ứng với điện thế dịch chuyển từ

vugraveng cathode sang vugraveng anode của kim loại Tốc độ ăn

mograven được xaacutec định trecircn cơ sở đường cong phacircn cực dạng

Tafel (Higravenh 2)

32 Nghiecircn cứu caacutec yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phoacuteng

điện của caacutec điện cực

Tốc độ phoacuteng điện anode (quaacute trigravenh hogravea tan kim loại)

của caacutec điện cực phụ thuộc vagraveo cường độ dograveng điện aacutep

đặt vagrave diện tiacutech điện cực Higravenh 3 vagrave 4 thể hiện sự biến

thiecircn điện thế theo thời gian của caacutec điện cực đồng vagrave

nhocircm Kết quả thu được cho thấy tại dograveng điện aacutep đặttrong khoảng 02 - 10mAcm2 caacutec điện cực đều nhanh

choacuteng đạt giaacute trị điện thế ổn định nằm trong khoảng điện

thế phoacuteng điện của kim loại Điện thế phản hồi thu được

trong caacutec trường hợp đều thấp hơn nhiều so với điện thế

phoacuteng điện của nước cho pheacutep dự đoaacuten hiệu quả phoacuteng

điện của caacutec điện cực kim loại tương đối cao Điện thế của

điện cực nhocircm nguyecircn chất coacute sự khaacutec biệt tương đối lớn

so với điện thế của điện cực hợp kim nhocircm Nhocircm nguyecircn

chất coacute điện thế phản hồi cao hơn so với hợp kim nhocircm

tại cugraveng điện thế aacutep đặt chứng tỏ trở khaacuteng cao hơn Dưới

taacutec động của dograveng anode bề mặt nhocircm nguyecircn chất coacute

khả năng higravenh thagravenh magraveng thụ động anode hoacutea ngăn

cản quaacute trigravenh hogravea tan kim loại necircn điện thế phản hồi thu

được cao hơn Khi theo dotildei điện thế theo thời gian tại mật

độ dograveng điện 10mAcm2 điện thế coacute xu hướng tăng dần

theo thời gian aacutep đặt dograveng Hiện tượng magraveng anode hoacutea

nhocircm higravenh thagravenh vagrave bị phaacute hủy trong mocirci trường nước

muối nhacircn tạo lagrave nguyecircn nhacircn điện thế phản hồi khocircng

ổn định (Higravenh 3)

Điện thế phản hồi theo thời gian tại caacutec dograveng aacutep đặt

thu được trecircn caacutec điện cực nhocircm vagrave đồng phugrave hợp với kếtquả khảo saacutet đường cong phacircn cực cho pheacutep khẳng định

độ tin cậy của caacutec kết quả khảo saacutet Tại cugraveng dograveng điện aacutep

Higravenh 2 Đường cong phacircn cực dạng Tafel của caacutec mẫu nhocircm đồng (caacutec neacutet liền(_____) mẫu 01 caacutec neacutet đứt (_ _ _ _) mẫu 02)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02-01

00

15mAcm2

02mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-13

-12

-11

-10

-09

-08

-07

-06

-05

-04

-03

-02

-01

00

15mAcm2

10mAcm2

02mAcm2

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

-15 -10 -05 00 05 10 151E-8

1E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

001

01

1

10

I ( A c m

2 )

E (VSCE)

Al

Cu

Điện cực Tốc độ ăn mograven (mmnăm)Al - 01 00345Al - 02 00559Cu - 01 01162Cu - 02 00962

Higravenh 3 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng điện khaacutec nhau của caacutec mẫunhocircm Al-01 (_____) Al-02 (_ _ _ _)

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 412

PETROVIETNAM

77DU KHIacute - S 12016

đặt nhocircm coacute điện thế acircm (-) hơn tương ứng với trở khaacuteng

hogravea tan kim loại thấp hơn đồng

So với nước biển nhacircn tạo caacutec đường cong điện thế

tại dograveng điện aacutep đặt theo thời gian trong nước biển lagravem

maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất khocircng coacute sự khaacutec biệt

lớn Điều nagravey cho pheacutep khẳng định kết quả nghiecircn cứu

khảo saacutet nước biển nhacircn tạo coacute thể aacutep dụng đối với nước

biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất cũng nhưnước biển tại caacutec vugraveng khaacutec nhau

33 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn vagrave chống ăn mograven

trong phograveng thiacute nghiệm bằng cocircng nghệ điện hoacutea

331 Xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng

vagrave nhocircm

Hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng vagrave nhocircm

ở caacutec nồng độ khaacutec nhau được thử nghiệm bằng phương

phaacutep khối lượng trong nước biển tại nhiệt độ 40oC sau 2

tuần thử nghiệm Khối lượng cặn kết tủa trecircn bề mặt mẫuthử nghiệm được thể hiện trecircn Higravenh 5

Để so saacutenh với phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền

thống nhoacutem taacutec giả tiến hagravenh thử nghiệm tương tự trong

cugraveng điều kiện nhưng trong nước biển được bổ sung

hypochlorite 26ppm thay bởi caacutec ion đồng vagrave nhocircm khối

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt thu được lagrave 5203mg

Theo Higravenh 5 với nồng độ đồng ge 125microgl vagrave nồng độ

nhocircm ge 4microgl trong nước biển cho pheacutep giảm thiểu tối đa

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm vagrave khối lượng

cặn baacutem trecircn bề mặt nhỏ hơn so với phương phaacutep bơmhoacutea phẩm hypochlorite truyền thống

332 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ

điện hoacutea

Nhoacutem taacutec giả xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn bằng

cocircng nghệ điện hoacutea trong phograveng thiacute nghiệm bằng caacutech

theo dotildei hagravem lượng caacutec ion đồng vagrave nhocircm higravenh thagravenh

trong dung dịch thử nghiệm trong quaacute trigravenh aacutep đặt dograveng

điện Để coacute thể chống baacutem cặn hiệu quả khocircng gacircy latildeng

phiacute kim loại vagrave ocirc nhiễm mocirci trường do lượng ion kim loại

tồn dư cần phải khống chế nồng độ ion đồng ở mức

125microgl vagrave ion nhocircm lagrave 4microgl Do đoacute việc khảo saacutet dograveng

điện một chiều (DC) aacutep đặt phacircn tiacutech khối lượng anode

hogravea tan cũng như nồng độ ion kim loại trong dung dịch

nghiecircn cứu cho pheacutep đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn

của phương phaacutep điện hoacutea

Kết quả phacircn tiacutech thagravenh phần của đồng nhocircm trong

nước biển tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau theo điện

tiacutech qua caacutec điện cực được thể hiện trecircn Higravenh 6 vagrave 7

Trong khoảng dograveng điện aacutep đặt từ 02 - 10mAcm 2

quaacute trigravenh hogravea tan anode kim loại đatilde xảy ra Tại cugraveng một

điện lượng trong một đơn vị thể tiacutech với mật độ dograveng

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

Higravenh 4 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau của caacutec mẫuđồng Cu-01 (_____) Cu-02 (_ _ _ _)

Higravenh 5 Khối lượng cặn baacutem trecircn mẫu được thử nghiệm trong nước biển tại nhiệt độ 40 oCvới sự coacute mặt của ion đồng vagrave nhocircm ở caacutec nồng độ khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 512

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

78 DU KHIacute - S 12016

điện aacutep đặt nhỏ quaacute trigravenh hogravea tan điện hoacutea kim loại xảy

ra chậm hiệu suất chưa cao Khi tăng mật độ dograveng điện

quaacute trigravenh hogravea tan kim loại tăng nồng độ ion kim loại

trong dung dịch tăng lecircn Khi mật độ dograveng quaacute lớn một

phần điện tiacutech cung cấp cho caacutec phản ứng oxy hoacutea nước

xảy ra necircn hiệu suất dograveng điện giảm nồng độ ion kim

loại trong dung dịch lại thấp hơn so với tại mật độ dograveng

điện nhỏ

Caacutec điện cực đồng vagrave nhocircm coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau khocircng coacute sự khaacutec biệt lớn về hiệu suất hogravea tan cũng

như nồng độ ion kim loại trong dung dịch Tuy nhiecircn khi

kim loại coacute tạp chất lượng tạp chất hogravea tan coacute thể ảnh

hưởng khocircng tốt tới hệ thống Caacutec điện cực đồng coacute độ

tinh khiết cao được khuyến caacuteo sử dụng Sự higravenh thagravenh

magraveng anode hoacutea trecircn điện cực nhocircm coacute thể dẫn đến thụ

động bề mặt kim loại Do đoacute nhoacutem taacutec giả lựa chọn hợp

kim nhocircm kẽm cho pheacutep cải thiện đặc tiacutenh điện hoacutea của

điện cực vagrave tăng hiệu suất dograveng điện hogravea tan

Higravenh 6 vagrave 7 cho thấy khoảng mật độ dograveng điện cho

hiệu suất cao nhất như sau

- Đối với đồng 12mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

5mAcm2

- Đối với nhocircm 15mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

2mAcm2

Tugravey thuộc vagraveo lưu lượng dograveng chảy coacute thể tiacutenh toaacuten

thiết kế số lượng khối lượng anode vagrave cường độ dograveng

điện tương ứng đaacutep ứng yecircu cầu về nồng độ ion trongdung dịch theo phương trigravenh (4)

M = (Q x C x tlife

x T1000) x n

Trong đoacute

M Khối lượng điện cực (kg)

Q Lưu lượng dograveng chảy (m3giờ)

C Nồng độ ion kim loại (mgl)

tlife

Tuổi thọ (năm)

T Số giờ hoạt động trong năm (giờnăm)

n Hệ số dự phograveng

Mẫu Cu-01 Mẫu Cu-02Higravenh 6 Nồng độ đồng trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode đồng tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

Mẫu Al-01 Mẫu Al-02

(4)

Higravenh 7 Nồng độ nhocircm trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode nhocircm tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 412

PETROVIETNAM

77DU KHIacute - S 12016

đặt nhocircm coacute điện thế acircm (-) hơn tương ứng với trở khaacuteng

hogravea tan kim loại thấp hơn đồng

So với nước biển nhacircn tạo caacutec đường cong điện thế

tại dograveng điện aacutep đặt theo thời gian trong nước biển lagravem

maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất khocircng coacute sự khaacutec biệt

lớn Điều nagravey cho pheacutep khẳng định kết quả nghiecircn cứu

khảo saacutet nước biển nhacircn tạo coacute thể aacutep dụng đối với nước

biển lagravem maacutet của Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất cũng nhưnước biển tại caacutec vugraveng khaacutec nhau

33 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn vagrave chống ăn mograven

trong phograveng thiacute nghiệm bằng cocircng nghệ điện hoacutea

331 Xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng

vagrave nhocircm

Hiệu quả chống baacutem cặn khi coacute mặt ion đồng vagrave nhocircm

ở caacutec nồng độ khaacutec nhau được thử nghiệm bằng phương

phaacutep khối lượng trong nước biển tại nhiệt độ 40oC sau 2

tuần thử nghiệm Khối lượng cặn kết tủa trecircn bề mặt mẫuthử nghiệm được thể hiện trecircn Higravenh 5

Để so saacutenh với phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền

thống nhoacutem taacutec giả tiến hagravenh thử nghiệm tương tự trong

cugraveng điều kiện nhưng trong nước biển được bổ sung

hypochlorite 26ppm thay bởi caacutec ion đồng vagrave nhocircm khối

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt thu được lagrave 5203mg

Theo Higravenh 5 với nồng độ đồng ge 125microgl vagrave nồng độ

nhocircm ge 4microgl trong nước biển cho pheacutep giảm thiểu tối đa

lượng cặn baacutem trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm vagrave khối lượng

cặn baacutem trecircn bề mặt nhỏ hơn so với phương phaacutep bơmhoacutea phẩm hypochlorite truyền thống

332 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ

điện hoacutea

Nhoacutem taacutec giả xaacutec định hiệu quả chống baacutem cặn bằng

cocircng nghệ điện hoacutea trong phograveng thiacute nghiệm bằng caacutech

theo dotildei hagravem lượng caacutec ion đồng vagrave nhocircm higravenh thagravenh

trong dung dịch thử nghiệm trong quaacute trigravenh aacutep đặt dograveng

điện Để coacute thể chống baacutem cặn hiệu quả khocircng gacircy latildeng

phiacute kim loại vagrave ocirc nhiễm mocirci trường do lượng ion kim loại

tồn dư cần phải khống chế nồng độ ion đồng ở mức

125microgl vagrave ion nhocircm lagrave 4microgl Do đoacute việc khảo saacutet dograveng

điện một chiều (DC) aacutep đặt phacircn tiacutech khối lượng anode

hogravea tan cũng như nồng độ ion kim loại trong dung dịch

nghiecircn cứu cho pheacutep đaacutenh giaacute hiệu quả chống baacutem cặn

của phương phaacutep điện hoacutea

Kết quả phacircn tiacutech thagravenh phần của đồng nhocircm trong

nước biển tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau theo điện

tiacutech qua caacutec điện cực được thể hiện trecircn Higravenh 6 vagrave 7

Trong khoảng dograveng điện aacutep đặt từ 02 - 10mAcm 2

quaacute trigravenh hogravea tan anode kim loại đatilde xảy ra Tại cugraveng một

điện lượng trong một đơn vị thể tiacutech với mật độ dograveng

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000-03

-02

-01

00

01

02

03

02mAcm2

E ( V v s S C E )

Thời gian (giacircy)

10mAcm2

15mAcm2

Trong dung dịch nước biển nhacircn tạo

Trong nước biển lagravem maacutet tại Nhagrave maacutey Lọc dầu Dung Quất

Higravenh 4 Quan hệ giữa điện thế - thời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau của caacutec mẫuđồng Cu-01 (_____) Cu-02 (_ _ _ _)

Higravenh 5 Khối lượng cặn baacutem trecircn mẫu được thử nghiệm trong nước biển tại nhiệt độ 40 oCvới sự coacute mặt của ion đồng vagrave nhocircm ở caacutec nồng độ khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 512

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

78 DU KHIacute - S 12016

điện aacutep đặt nhỏ quaacute trigravenh hogravea tan điện hoacutea kim loại xảy

ra chậm hiệu suất chưa cao Khi tăng mật độ dograveng điện

quaacute trigravenh hogravea tan kim loại tăng nồng độ ion kim loại

trong dung dịch tăng lecircn Khi mật độ dograveng quaacute lớn một

phần điện tiacutech cung cấp cho caacutec phản ứng oxy hoacutea nước

xảy ra necircn hiệu suất dograveng điện giảm nồng độ ion kim

loại trong dung dịch lại thấp hơn so với tại mật độ dograveng

điện nhỏ

Caacutec điện cực đồng vagrave nhocircm coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau khocircng coacute sự khaacutec biệt lớn về hiệu suất hogravea tan cũng

như nồng độ ion kim loại trong dung dịch Tuy nhiecircn khi

kim loại coacute tạp chất lượng tạp chất hogravea tan coacute thể ảnh

hưởng khocircng tốt tới hệ thống Caacutec điện cực đồng coacute độ

tinh khiết cao được khuyến caacuteo sử dụng Sự higravenh thagravenh

magraveng anode hoacutea trecircn điện cực nhocircm coacute thể dẫn đến thụ

động bề mặt kim loại Do đoacute nhoacutem taacutec giả lựa chọn hợp

kim nhocircm kẽm cho pheacutep cải thiện đặc tiacutenh điện hoacutea của

điện cực vagrave tăng hiệu suất dograveng điện hogravea tan

Higravenh 6 vagrave 7 cho thấy khoảng mật độ dograveng điện cho

hiệu suất cao nhất như sau

- Đối với đồng 12mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

5mAcm2

- Đối với nhocircm 15mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

2mAcm2

Tugravey thuộc vagraveo lưu lượng dograveng chảy coacute thể tiacutenh toaacuten

thiết kế số lượng khối lượng anode vagrave cường độ dograveng

điện tương ứng đaacutep ứng yecircu cầu về nồng độ ion trongdung dịch theo phương trigravenh (4)

M = (Q x C x tlife

x T1000) x n

Trong đoacute

M Khối lượng điện cực (kg)

Q Lưu lượng dograveng chảy (m3giờ)

C Nồng độ ion kim loại (mgl)

tlife

Tuổi thọ (năm)

T Số giờ hoạt động trong năm (giờnăm)

n Hệ số dự phograveng

Mẫu Cu-01 Mẫu Cu-02Higravenh 6 Nồng độ đồng trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode đồng tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

Mẫu Al-01 Mẫu Al-02

(4)

Higravenh 7 Nồng độ nhocircm trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode nhocircm tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 512

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

78 DU KHIacute - S 12016

điện aacutep đặt nhỏ quaacute trigravenh hogravea tan điện hoacutea kim loại xảy

ra chậm hiệu suất chưa cao Khi tăng mật độ dograveng điện

quaacute trigravenh hogravea tan kim loại tăng nồng độ ion kim loại

trong dung dịch tăng lecircn Khi mật độ dograveng quaacute lớn một

phần điện tiacutech cung cấp cho caacutec phản ứng oxy hoacutea nước

xảy ra necircn hiệu suất dograveng điện giảm nồng độ ion kim

loại trong dung dịch lại thấp hơn so với tại mật độ dograveng

điện nhỏ

Caacutec điện cực đồng vagrave nhocircm coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau khocircng coacute sự khaacutec biệt lớn về hiệu suất hogravea tan cũng

như nồng độ ion kim loại trong dung dịch Tuy nhiecircn khi

kim loại coacute tạp chất lượng tạp chất hogravea tan coacute thể ảnh

hưởng khocircng tốt tới hệ thống Caacutec điện cực đồng coacute độ

tinh khiết cao được khuyến caacuteo sử dụng Sự higravenh thagravenh

magraveng anode hoacutea trecircn điện cực nhocircm coacute thể dẫn đến thụ

động bề mặt kim loại Do đoacute nhoacutem taacutec giả lựa chọn hợp

kim nhocircm kẽm cho pheacutep cải thiện đặc tiacutenh điện hoacutea của

điện cực vagrave tăng hiệu suất dograveng điện hogravea tan

Higravenh 6 vagrave 7 cho thấy khoảng mật độ dograveng điện cho

hiệu suất cao nhất như sau

- Đối với đồng 12mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

5mAcm2

- Đối với nhocircm 15mAcm2 lt Mật độ dograveng điện lt

2mAcm2

Tugravey thuộc vagraveo lưu lượng dograveng chảy coacute thể tiacutenh toaacuten

thiết kế số lượng khối lượng anode vagrave cường độ dograveng

điện tương ứng đaacutep ứng yecircu cầu về nồng độ ion trongdung dịch theo phương trigravenh (4)

M = (Q x C x tlife

x T1000) x n

Trong đoacute

M Khối lượng điện cực (kg)

Q Lưu lượng dograveng chảy (m3giờ)

C Nồng độ ion kim loại (mgl)

tlife

Tuổi thọ (năm)

T Số giờ hoạt động trong năm (giờnăm)

n Hệ số dự phograveng

Mẫu Cu-01 Mẫu Cu-02Higravenh 6 Nồng độ đồng trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode đồng tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

Mẫu Al-01 Mẫu Al-02

(4)

Higravenh 7 Nồng độ nhocircm trong nước biển nhacircn tạo theo điện lượng chạy qua anode nhocircm tại caacutec mật độ dograveng điện khaacutec nhau

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 612

PETROVIETNAM

79DU KHIacute - S 12016

Caacutec kết quả nghiecircn cứu nagravey sẽ được kiểm chứng vagrave

khẳng định bằng caacutec kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống

pilot trong caacutec nghiecircn cứu tiếp theo

Hiệu quả chống baacutem cặn do kết tủa caacutec hợp chất vocirc

cơ trecircn bề mặt kim loại coacute thể được quan saacutet bằng nghiecircn

cứu higravenh thaacutei học bề mặt vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần của caacutec

mẫu theacutep được ngacircm thử nghiệm trong nước biển chứacaacutec ion đồng nồng độ 12microgl vagrave nhocircm nồng độ 4microgl

Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu điện cực sau thử nghiệm

được thể hiện trecircn Higravenh 8 Quan saacutet bề mặt caacutec mẫu đồng

vagrave nhocircm sau thử nghiệm cho thấy caacutec mẫu đều hogravea tan khi

aacutep đặt điện thế anode vagrave mức độ hogravea tan tăng dần theo

thời gian Đối với điện cực đồng khocircng quan saacutet được sự

khaacutec biệt rotilde rệt giữa caacutec mẫu kim loại coacute độ tinh khiết khaacutec

nhau caacutec mẫu hogravea tan đồng đều trecircn bề mặt kim loại Đối

với điện cực nhocircm mẫu điện cực Al-02 hogravea tan tương đối

đồng nhất trecircn toagraven bộ diện tiacutech bề mặt trong khi đoacute điện

cực Al-01 lại xảy ra quaacute trigravenh hogravea tan cục bộ tạo caacutec điểm

ăn mograven trograven phacircn bố rải raacutec trecircn bề mặt điện cực

333 Đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn mograven

Caacutec mẫu theacutep được thử nghiệm ăn mograven theo phương

phaacutep mất khối lượng trong dung dịch nước biển được

xử lyacute chống baacutem cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea chứa ion

đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Caacutec

kết quả tốc độ ăn mograven thu được được so saacutenh với kết quả

tốc độ ăn mograven thử nghiệm trong nước biển sử dụng hoacutea

phẩm chống baacutem cặn hypochlorite như Bảng 2

Kết quả thử nghiệm ăn mograven cho thấy khi khocircng coacute

dograveng điện sự coacute mặt của caacutec ion đồng vagrave nhocircm trong

nước biển khocircng lagravem tăng tốc độ ăn mograven kim loại magrave

coacute xu hướng lagravem giảm tốc độ ăn mograven so với caacutec mẫu

được thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Hiện

tượng nagravey do khi coacute mặt ion đồng trong dung dịch nước

muối thử nghiệm coacute thể tạo lớp mạ đồng hoacutea học trecircn

bề mặt theacutep ngăn cản iacutet nhiều quaacute trigravenh ăn mograven xảy

ra Trong khi đoacute caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước

biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute tốc

độ ăn mograven tăng đaacuteng kể so với trường hợp mẫu theacutep

thử nghiệm trong mocirci trường nước biển Nguyecircn nhacircn

Anode đồng Cu-01 Anode đồng Cu-02

Anode nhocircm Al-01 Anode nhocircm Al-02

TT Điều kiện thử nghiệmTốc độ ăn mograven

(mmnăm)1 Dung dịch thử nghiệm Nước biển 03272 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng hypochlorite nồng độ 26ppm 04513 Dung dịch thử nghiệm Nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl 0308

4 Dung dịch thử nghiệm Nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacuteaAnode Đồng vagrave nhocircmCathode Mẫu theacutep thử nghiệm

+-0001

Bảng 2 Kết quả thử nghiệm ăn mograven theacutep carbon thấp bằng p hương phaacutep mất khối lượng sau 1 thaacuteng ngacircm mẫu

Higravenh 8 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec điện cực sau thử nghiệm aacutep đặt dograveng anode

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 712

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

80 DU KHIacute - S 12016

do hypochlorite lagrave chất oxy hoacutea mạnh vagrave lagravem gia tăng

lượng chlorine trong dung dịch dẫn đến quaacute trigravenh ăn

mograven cục bộ xảy ra mạnh hơn Trong trường hợp nướcbiển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea dưới taacutec dụng

của dograveng điện mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve như

cathode necircn kim loại khocircng bị ăn mograven sự tổn hao khối

lượng trong trường hợp nagravey khocircng đaacuteng kể sự checircnh

lệch khối lượng trước vagrave sau thử nghiệm nằm trongsai số của pheacutep cacircn do đoacute coacute thể khẳng định mẫu thử

nghiệm chưa bị ăn mograven

Higravenh 9 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 10 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được bổ sung hypochlorite 26ppm

Higravenh 11 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu t heacutep thử nghiệm trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 812

PETROVIETNAM

81DU KHIacute - S 12016

Higravenh 9 - 12 lagrave kết quả phacircn tiacutech higravenh thaacutei học bề mặt

vagrave phacircn tiacutech thagravenh phần sản phẩm ăn mograven theacutep tạo thagravenh

trong nước biển khocircng chứa vagrave chứa caacutec taacutec nhacircn chống

baacutem cặn bằng kiacutenh hiển vi điện tử queacutet (SEM) kết hợp với

phổ taacuten xạ năng lượng tia X (EDS)

Caacutec mẫu sau thử nghiệm được loại bỏ hết caacutec sản

phẩm ăn mograven trecircn bề mặt vagrave quan saacutet higravenh thaacutei học bề

mặt theacutep trần sau 1 thaacuteng thử nghiệm bằng kiacutenh hiển vi

điện tử queacutet (SEM) (Higravenh 13) Khi chưa coacute dograveng điện chạy

qua caacutec mẫu theacutep thử nghiệm đều coacute hiện tượng ăn mograven

Higravenh 12 Phacircn tiacutech SEM vagrave EDS bề mặt mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea với điện cực anode đồng vagrave nhocircm

Higravenh 13 Higravenh thaacutei học bề mặt caacutec mẫu theacutep sau 1 thaacuteng thử nghiệm ăn mograven trong caacutec điều kiện khaacutec nhau

Trong nước biển Trong nước biển được bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Trong nước biển chứa ion đồng nồng độ 125microgl vagrave ion nhocircm nồng độ 4microgl Trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea điện cực anode đồng vagrave nhocircm

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 912

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

82 DU KHIacute - S 12016

kim loại theo cơ chế ăn mograven cục bộ song mức độ khocircng

giống nhau Caacutec mẫu theacutep thử nghiệm trong nước biển bổ

sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute ăn mograven cục bộ rotilde

nhất caacutec lỗ ăn mograven trecircn bề mặt sacircu vagrave rộng hơn so vớicaacutec mẫu thử nghiệm trong mocirci trường nước biển vagrave nước

biển chứa caacutec ion đồng vagrave nhocircm Trong trường hợp thử

nghiệm trong nước biển được xử lyacute bằng cocircng nghệ điện

hoacutea mẫu theacutep thử nghiệm đoacuteng vai trograve lagravem cathode necircn

bề mặt đồng nhất chưa thấy xuất hiện hiện tượng ăn mograven

34 Thử nghiệm pilot vagrave đaacutenh giaacute hiệu quả chống ăn

mograven vagrave chống baacutem cặn

Hệ thống thử nghiệm pilot chống đoacuteng cặn vagrave chống

ăn mograven được thiết kế theo sơ đồ Higravenh 14 gồm 1 bể chứa

(khocircng được thể hiện trecircn higravenh) chứa nguồn nước biển

được bơm tuần hoagraven vagraveo bể xử lyacute (1) (sea chest) thocircng

qua bơm (7) Bể xử lyacute được lắp đặt hệ thống điện cực đồng

- nhocircm nối với cực dương (+) của nguồn điện một chiều

Higravenh 14 Sơ đồ hệ thiết bị mocirc phỏng chống đoacuteng cặn vagrave chống ăn mograven

Higravenh 15 Nồng độ ion đồng vagrave nhocircm theo t hời gian tại mật độ dograveng đi ện khaacutec nhau trong quaacute trigravenh thử nghiệm chống đoacuteng cặn bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1012

PETROVIETNAM

83DU KHIacute - S 12016

(4) Dưới taacutec dụng của dograveng điện anode caacutec ion đồng vagrave

nhocircm được hogravea tan vagrave cung cấp ion đồng vagrave ion nhocircm

cho nước biển cho pheacutep diệt khuẩn chống baacutem cặn vagrave

chống ăn mograven cho đường ốngSử dụng caacutec mẫu coupon để đaacutenh giaacute khả năng chống

ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn vocirc cơ của hệ thống Mẫu theacutep

coupon được nối với cực acircm của biến aacutep chỉnh lưu vagrave được

theo dotildei tốc độ ăn mograven vagrave khả năng chống baacutem cặn trong

nước biển tại nhiệt độ 40oC vagrave lưu lượng dograveng chảy 30l

phuacutet bằng phương phaacutep khối lượng vagrave quan saacutet higravenh thaacutei

học bề mặt trước vagrave sau thời gian thử nghiệm Ngoagravei ra

caacutec mẫu nước biển nhacircn tạo được lấy vagrave phacircn tiacutech hagravem

lượng đồng vagrave nhocircm theo thời gian cho pheacutep đaacutenh giaacute

hiệu quả chống đoacuteng cặn Để so saacutenh khả năng chống baacutem cặn vagrave chống ăn

mograven bằng cocircng nghệ điện hoacutea với cocircng nghệ truyền

thống thử nghiệm tương tự trong cugraveng điều kiện đatilde được

tiến hagravenh trong hệ thiết bị pilot nhưng khocircng coacute dograveng

điện chạy qua vagrave nước biển nhacircn tạo được bơm hoacutea phẩm

hypochlorite với nồng độ chlorine 26ppm

Kết quả phacircn tiacutech nồng độ caacutec ion kim loại trong nước

biển trong quaacute trigravenh thử nghiệm cocircng nghệ điện hoacutea

chống baacutem cặn trecircn hệ thiết bị pilot theo thời gian cho

kết quả như Higravenh 15Kết quả thử nghiệm trecircn hệ thống pilot cho thấy với

mật độ dograveng điện qua điện cực đồng iCu

ge 12mAcm2 vagrave

mật độ dograveng điện qua điện cực nhocircm iAl

ge 15mAcm2

cho nồng độ caacutec ion đồng ổn định tại giaacute trị ge 125microgl

vagrave nồng độ caacutec ion nhocircm ổn định tại giaacute trị ge 4microgl sau

khoảng 25 phuacutet thử nghiệm

Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau

Trước thử nghiệm

Sau thử nghiệm

Sau tẩy sản phẩm ăn mograven

Quan saacutet bằng kiacutenh hiển vikim tương (độ phoacuteng đại100 lần)

Nước biển Nước biển + cocircng nghệ điện hoacuteaNước biển + 26ppm Cl 2

Higravenh 16 Tốc độ ăn mograven trung bigravenh của caacutec mẫu coupon sau 15 ngagravey thử nghiệm

Higravenh 17 Bề mặt caacutec mẫu thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilot

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1112

COcircNG NGH - COcircNG TRIgraveNH DU KHIacute

84 DU KHIacute - S 12016

15 ngagravey thử nghiệm trong nước biển nước biển bổ sung

hoacutea phẩm hypochlorite nồng độ 26ppm vagrave nước biển

được xử lyacute bằng phương phaacutep điện hoacutea được thể hiện

trecircn Higravenh 16

Caacutec kết quả thử nghiệm ăn mograven trecircn hệ thống pilotcho pheacutep khẳng định sử dụng cocircng nghệ điện hoacutea đatilde hạn

chế đaacuteng kể quaacute trigravenh ăn mograven kim loại

Higravenh thaacutei học bề mặt của caacutec mẫu coupon trước

vagrave sau khi thử nghiệm ăn mograven (Higravenh 17) Caacutec mẫu

được ngacircm trong nước biển vagrave nước biển bổ sung

hypochlorite nồng độ 26ppm bị ăn mograven trecircn bề mặt

lớp sản phẩm ăn mograven coacute magraveu đỏ nacircu ảnh kiacutenh hiển

vi kim tương với độ phoacuteng đại 100 lần cho pheacutep quan

saacutet rotilde caacutec lỗ ăn mograven xuất hiện trecircn khắp bề mặt Caacutec

mẫu coupon thử nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute cặn bằng

Higravenh 18 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển

Higravenh 19 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm

Higravenh 20 Ảnh SEM vagrave EDS trecircn bề mặt mẫu thử nghiệm trong nước biển xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn

8162019 Đaacutenh Giaacute Chống Ăn Mograven

httpslidepdfcomreaderfulldanh-gia-chong-an-mon 1212

PETROVIETNAM

85DU KHIacute - S 12016

phương phaacutep điện hoacutea coacute bề mặt đồng nhất chưa xuất

hiện hiện tượng ăn mograven

Quan saacutet higravenh thaacutei học bề mặt bằng kiacutenh hiển vi điện

tử queacutet (SEM) kết hợp với phacircn tiacutech thagravenh phần bằng phổtaacuten xạ năng lượng tia X (EDS) trecircn bề mặt caacutec mẫu coupon

sau thử nghiệm (Higravenh 18 - 20) khẳng định khả năng hạn

chế ăn mograven vagrave chống đoacuteng cặn của cocircng nghệ điện hoacutea

Caacutec mẫu coupon thử nghiệm trong nước biển vagrave nước

biển bổ sung hypochlorite nồng độ 26ppm coacute lớp sản

phẩm ăn mograven dagravey xốp trecircn bề mặt mẫu Ngoagravei nguyecircn tố

Fe của kim loại nền trong thagravenh phần sản phẩm ăn mograven

cograven chứa nguyecircn tố Mg Ca chứng tỏ nguy cơ đoacuteng cặn

vocirc cơ trecircn bề mặt kim loại Ngược lại caacutec mẫu coupon thử

nghiệm trong quaacute trigravenh xử lyacute bằng cocircng nghệ điện hoacutea

khocircng xuất hiện sản phẩm ăn mograven thagravenh phần duy nhất

trecircn bề mặt lagrave Fe chứng tỏ kim loại chưa bị ăn mograven chưa

thấy hiện tượng đoacuteng cặn trecircn bề mặt mẫu

4 Kết luận

Cocircng nghệ điện hoacutea sử dụng điện cực anode đồng

vagrave nhocircm với mật độ dograveng điện aacutep 12mAcm2 đối với

đồng vagrave 15mAcm2 đối với nhocircm cho pheacutep chống baacutem

cặn vagrave chống ăn mograven becircn trong caacutec đường ống dẫn nước

biển hiệu quả Ưu điểm của phương phaacutep nagravey lagrave tạo ra

caacutec ion đồng vagrave nhocircm hoạt hoacutea trong nước biển ngay tại

hiện trường với hệ thống trang thiết bị điện hoacutea gọn nhẹ

chi phiacute vận hagravenh thấp khocircng gacircy ocirc nhiễm mocirci trường vagravekhocircng ảnh hưởng đến cocircng nghệ của nhagrave maacutey coacute thể

thay thế cho phương phaacutep bơm hoacutea phẩm truyền thống

Tagravei liệu tham khảo

1 ENebot JFCasanueva TCasanueva

MMFernaacutendez-Bastoacuten DSales In situ experimental study

for the optimization of chlorine dosage in seawater cooling

systems Applied Thermal Engineering 2006 26(16) p

1893 - 1900

2 ASTM International Standard practice for the preparation of substitute ocean water ASTM D1141-98

2013

3 ASTM International Standard test method for

determination of corrosion and fouling tendency of cooling

water under heat transfer conditions ASTM D4778-10 2010

4 ASTM International Standard practice for preparing

cleaning and evaluating corrosion test specimens ASTM

G1-03 2011

Electrochemical technology against fouling and corrosionfor seawater cooling system

Summary

Electrochemical technology against fouling and corrosion uses an impressed current on copper and aluminum

anode pairs Under the effect of direct current the copper ions are released slowly with a very small concentration

which can effectively prevent the growth of marine organisms and control the fouling process inside the pipeline anddevice systems Besides the aluminum ions are released into sea water to form hydroxide which creates 1047298oc and will

cover the internal surfaces of pipes to suppress settling and corrosion The obtained study results show that with a

current density of 125mAcm 2 for copper anode and 15mAcm 2 for aluminum anode the seawater cooling system

can be effectively protected against bio-fouling and corrosion

Key words Electrochemical technology anti-fouling anti-corrosion

Nguyen Thi Le Hien Le Thi Hong Giang

Nguyen Xuan Truong Phan Cong Thanh

Vietnam Petroleum Institute

Email hienntlvpipvnvn