PASP comme inhibiteur de corrosion : comment l'acide polyaspartique protège les systèmes de refroidissement et d'eau fermés

La corrosion est la taxe lente sur chaque système d'eau qui déplace la chaleur. Dans une tour de refroidissement ouverte, la structure en acier au carbone, le cuivre du faisceau et les soudures aux joints se trouvent tous dans de l'eau oxygénée et chargée de minéraux qui veut réagir avec eux. Les boucles fermées se corrodent plus lentement mais perdent toujours du métal, et les dommages se manifestent par des fuites de trous d'épingle qui ferment une usine au pire moment. Les inhibiteurs de corrosion traditionnels - chromates, molybdates, phosphonates, azoles - ont chacun un coût ou un inconvénient de conformité. L'acide polyaspartique (PASP) a gagné une place dans cette image en tant qu'option biodégradable et sans phosphore qui protège le métal par une voie différente.

Cet article explique comment le PASP inhibe la corrosion, où il s'intègre bien et comment le fondre dans un programme.

Comment PASP arrête réellement la corrosion

La plupart des inhibiteurs traditionnels agissent en formant un revêtement de conversion : le chromate, par exemple, passive l'acier en oxydant sa surface. Ce mécanisme est efficace mais pose des problèmes de toxicité et de décharge. Le PASP emprunte plutôt la voie de l'adsorption. Sa chaîne polymère riche en carboxyle dépose un film mince et adhérent sur la surface du métal. Le film augmente la résistance électrique à l'interface métal-solution et bloque les sites anodiques et cathodiques où les réactions de corrosion se produiraient autrement.

Parce que la protection provient de l'adsorption plutôt que d'un oxydant de métaux lourds, le PASP n'introduit pas de chrome ou d'autres métaux réglementés dans le système. Il lie également les ions métalliques dissous dans l'eau, ce qui limite la corrosion sous-dépôt qui se forme lorsque le tartre ou le limon protège une parcelle de métal et concentre l'attaque en dessous.

Systèmes de refroidissement à recirculation ouverts

Les tours de refroidissement sont la principale application du PASP. À des doses typiques sur le terrain de 10 à 50 mg / L, il offre une protection contre la corrosion pour l'acier au carbone et, lorsqu'il est mélangé avec un azole spécifique au cuivre, pour les alliages cuivreux. Le même polymère gère également l'échelle et la dispersion, de sorte qu'un seul produit à base de PASP peut couvrir trois tâches que les anciens programmes divisent en produits chimiques distincts.

L'expérience sur le terrain suggère que la réduction du taux de corrosion dépend fortement de la chimie de l'eau et de la conception du système, alors traitez n'importe quel numéro de brochure comme un point de départ plutôt que comme une garantie. Une approche courante consiste à mélanger le PASP avec un phosphonate tel que PBTCA ou HEDP : le phosphonate contribue au contrôle de la dureté et à la corrosion, tandis que le PASP fournit le squelette biodégradable, la lumière du phosphore et la dispersion. Lorsqu'un site doit éliminer complètement le phosphore, le PASP est associé à des co-inhibiteurs sans phosphore et la dose est fixée par test de coupon.

Boucles fermées, CVC et chauffage urbain

Les systèmes fermés - boucles d'eau réfrigérée, circuits de chauffage, réseaux d'énergie de quartier - fonctionnent avec beaucoup moins d'oxygène que les tours ouvertes, mais ils se corrodent toujours, en particulier après que l'eau d'appoint a introduit des gaz dissous ou après une période d'accumulation. Le PASP fonctionne à faible dose dans ces systèmes et reste en solution sans ajouter de phosphore qui pourrait alimenter la croissance microbienne ou compliquer toute décharge future.

Le film d'adsorption se forme sans la chimie agressive des passivateurs oxydants, ce qui convient aux systèmes où vous ne pouvez pas facilement rincer ou où la métallurgie est mélangée. Comme pour les systèmes ouverts, l'association avec un azole compatible protège toute teneur en cuivre.

Compatibilité avec le reste du programme

PASP se trouve bien aux côtés des autres produits chimiques dont un système d'eau a besoin. Il est compatible avec les biocides oxydants et non oxydants courants, y compris le glutaraldéhyde et les produits isothiazolinone-based , de sorte qu'il ne force pas une refonte du côté contrôle microbien du programme. Il se mélange avec des dispersants et avec des co-inhibiteurs de phosphonates où le phosphore est autorisé. Et comme il remplit plusieurs fonctions à la fois, il peut simplifier le train de dosage et réduire le nombre de fûts qu'un site doit manipuler.

Le cas environnemental

Les raisons pour lesquelles les formulateurs choisissent le PASP pour le contrôle de la corrosion sont principalement environnementales et réglementaires. Il ne contient pas de phosphore, il n'ajoute donc pas à la charge d'eutrophisation que les limites de rejet dans de nombreuses régions européennes ciblent désormais. Dans le cadre des tests OCDE 301B, il enregistre généralement une dégradation de plus de 60 % en 28 jours, se terminant par du dioxyde de carbone, de l'eau et de l'azote inorganique. Il ne contient pas de métaux lourds et montre une faible toxicité aquatique dans les tests standard. Pour un site fonctionnant avec un système de gestion environnementale ISO 14001, ces propriétés transforment un programme de corrosion d'une responsabilité de conformité en une accréditation.

Là où il rencontre ses limites

Le PASP n'est pas un substitut universel. Il n'agit pas comme un biocide oxydant, donc un programme de contrôle microbien distinct reste nécessaire. Au-dessus d'environ 90 ° C, le squelette amide commence à s'hydrolyser, de sorte que les applications de chaudières à très haute température nécessitent des dérivés modifiés ou une chimie différente. Dans l'eau avec une forte charge en fer, le polymère peut lier le fer et perdre une partie de son autre activité, ce qui est la raison pour laquelle des mélanges existent plutôt que des programmes chimiques uniques. Et dans les tests de corrosion en laboratoire, certains phosphonates peuvent afficher des pourcentages d'inhibition brute plus élevés ; le commerce est que ces phosphonates apportent du phosphore et de la persistance que le PASP évite.

Étapes pratiques pour évaluer le PASP

Commencez par une analyse de l'eau : dureté, alcalinité, chlorure, sulfate, TDS et indice de saturation de Langelier. Sélectionnez un grade PASP dans la bande de poids moléculaire adaptée à votre problème dominant - chaînes de milieu de gamme autour de 3 000 à 4 000 Da calcium-carbonate-driven systèmes. Définissez une dose initiale dans la plage de 10 à 50 mg / L pour le refroidissement ouvert, ou inférieure pour les boucles fermées, et confirmez avec des coupons de corrosion et un programme de perte de métaux surveillé plutôt que de vous fier à un tableau générique.

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Questions fréquemment posées

Le PASP remplace-t-il les inhibiteurs de chromate ou de phosphonate?

Dans de nombreux systèmes, il les remplace partiellement ou totalement, souvent mélangé avec un phosphonate ou un azole pour des métaux spécifiques. Les sites qui doivent éviter le phosphore utilisent le PASP avec des co-inhibiteurs non phosphorés.

Le PASP est-il sans danger pour les alliages de cuivre?

À lui seul, le PASP protège bien l'acier ; pour le cuivre et le laiton, mélangez-le avec un azole spécifique au cuivre tel que le tolyltriazole.

Quelle quantité de PASP est nécessaire pour le contrôle de la corrosion?

Les doses sur le terrain se situent généralement entre 10 et 50 mg / L en refroidissement ouvert, plus faibles en boucles fermées. Les tests de coupons sous la chimie de votre eau fixent le chiffre final.

Est-ce qu'il se biodégrade après la décharge?

Oui. Le PASP atteint le seuil de biodégradabilité dans les tests OCDE 301 et ne contient pas de phosphore, ce qui facilite la conformité des rejets par rapport aux programmes à base de phosphonates.