Đánh giá chống Ăn mòn
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