Korozja w sieci dystrybucyjnej może pogarszać jakość wody. Dotychczas badania związane z korozją sieci prowadzono na stosunkowo długich odcinkach przewodów albo na tzw. kuponach materiału, z którego zbudowana jest sieć. Nasz pomysł dotyczy badania wpływu korozji na jakość wody przy pomocy modeli bazujących na opiłkach metali. Model pozwala zmniejszyć kubaturę konieczną do badań, ponieważ niewielka ilość opiłków posiada powierzchnię równoważną długim odcinkom rur. Model podzielony jest na sektory, co pozwala sprawdzać wpływ kilku parametrów wody na zmiany jakości wody pod wpływem zjawisk korozyjnych. Wykazaliśmy doświadczalnie, że zmiany jakości wody następują głównie podczas stagnacji wody. Elastyczność proponowanego modelu pokazano wykorzystując różne materiały stosowane w sieciach dystrybucyjnych (żeliwo, miedź, mosiądz) i badając wpływ różnych parametrów wody na korozję i następujące po tym zmiany jakości wody. Dla żeliwa i miedzi przeprowadzono eksperymenty porównawcze na rzeczywistych rurach.
EN
Corrosion in a distribution network may substantially decrease water quality. So far the investigations of corrosion phenomena were carried out on some relatively long fragments of pipes or with application of coupons of construction materials. The idea presented here consists of using a metal filings based models for determination of corrosion impact on water quality. The model allows decreasing the space requirements for such research compared to application of fragments of pipes. The model is divided into several sectors what allows observing the impact of several parameters of water on its quality. The experiments show that the changes of water quality are observed mainly during periods of stagnations. The flexibility of the model is shown by using it for different materials used in distribution systems (such as cast iron, copper and brass) as well as for different water parameters. The results of the experiments with cast iron and copper were confirmed on pilot station with the real pipes made of the materials.
Corrosion modeling method using cast iron filings was proposed for water distribution system under typical flow and stagnant conditions. Use of iron filings (0.8–1.0 mm) of large specific surface area allowed water quality variations monitoring using relatively small amounts of material. Comparison of results obtained under model and actual pipe flow conditions confirmed that the process of corrosion can be reliably approximated by experiments with iron filings. Following period of stagnation, both under model and actual flow conditions, significant water quality deterioration was observed over time. Additionally, relatively small water volume to large cast iron surface area allowed monitoring in the model system the corrosion-induced phenomena, impossible to observe in standard studies on the actual pipe sections. The increase in pH as well as decrease in conductivity, alkalinity and in calcium and magnesium content were observed in the model system with the increasing stagnation time. Under actual flow conditions these parameters have not changed or changed only to a small extent following long stagnation periods.
PL
Przedstawiono sposób modelowania korozji sieci wodociągowej z wykorzystaniem opiłków żeliwnych w warunkach przepływu wody i jej stagnacji w rurociągach. Rozdrobnienie żeliwa do postaci opiłków (0,8÷1,0 mm) o dużej powierzchni właściwej pozwoliło na obserwację zmian jakości wody przy zastosowaniu niewielkiej ilości materiału. Porównanie wyników uzyskanych w warunkach modelowych z otrzymanymi na rzeczywistym odcinku rurociągu potwierdziło, że opiłki mogą służyć jako materiał symulujący proces korozji w sieciach wodociągowych. Po czasie stagnacji wody zarówno w układzie modelowym, jak i w sieci rzeczywistej stwierdzono znaczące pogorszenie jakości wody w czasie. Mała objętość wody w stosunku do dużej powierzchni żeliwa w układzie modelowym pozwoliła dodatkowo na śledzenie zjawisk wywołanych procesem korozji, niemożliwych do zaobserwowania przy standardowych badaniach na odcinkach rzeczywistych. W układzie modelowym wraz ze wzrostem czasu stagnacji wody stwierdzono wzrost pH oraz zmniejszenie przewodności właściwej, zasadowości oraz zawartości wapnia i magnezu w wodzie. W warunkach rzeczywistych wskaźniki te nie ulegały zmianom lub zmieniały się w niewielkim stopniu po długim czasie stagnacji.
Badano przebieg procesu korozji opiłków materiałów żeliwnych i stalowych w statycznym układzie modelowym, w celu jednoczesnej oceny zmian jakości wody wodociągowej oraz składu powstających produktów korozji. Wykazano, że powstałe produkty korozji charakteryzowały się składem fazowym porównywalnym z rzeczywistymi osadami korozyjnymi pobranymi z sieci wodociągowych, a ich ilość stanowiła 30÷70% rzeczywistych produktów korozji pobranych z takiej samej powierzchni przewodów. Ponadto stwierdzono sukcesywne uwalnianie do wody siarczków, fosforu i manganu obecnych w żeliwie i stali, co dowodzi, że materiał przewodów jest istotnym źródłem tych pierwiastków w wodzie wodociągowej. W przypadku fosforu w ostatniej fazie badań zanotowano jego całkowity zanik w wodzie, co wskazuje na rozwój mikroorganizmów w układzie badawczym. Z kolei naturalne substancje organiczne ulegały stopniowej adsorpcji na tworzących się produktach korozji, co w konsekwencji może prowadzić do rozwoju biofilmu. Również cynk, krzem, wapń i magnez obecne w wodzie były adsorbowane na powierzchni i/lub wbudowywane w strukturę osadów korozyjnych. Uzyskane wyniki wskazują, że badania prowadzone na opiłkach żeliwnych i stalowych mogą z powodzeniem symulować procesy zachodzące w sieci wodociągowej, a duża powierzchnia właściwa użytego materiału powoduje przyspieszenie i intensyfikację procesu korozji.
EN
The corrosion of cast iron and steel filings was investigated in a static model system in order to simultaneously assess water quality variations and the composition of the corrosion products. The phase composition of the experimental corrosion products was found to be comparable with that of the actual corrosion deposits in the water-pipe network. The quantity of the corrosion products ranged between 30% and 70% of the actual corrosion products collected from a relevant surface area of a pipeline in service. Furthermore, a successive migration of sulfides, phosphorus and manganese from cast iron and steel into the water was observed, which implies that the pipe material is a major source of origin for these elements in the tap water. At the final stage of the study, no phosphorus was detected in the water, which suggests microorganism growth in the model. Natural organic matter was gradually adsorbed onto the corrosion products being formed, which may give rise to biofilm formation. Zinc, silicon, calcium and magnesium were adsorbed onto the surface, and/or built into the structure, of the corrosion deposits. The results obtained indicate that experiments involving cast iron and steel filings may successfully simulate the processes occurring in the water-pipe network, and that the high specific surface area of the material used accelerates and enhances the corrosion process.
Omówione właściwości produktów SUN CHEMICAL KVK, podane metody obróbki, oraz kryteria oceny pigmentów, środków i systemów druku, winny dać pogląd na walory techniczne i użytkowe przedstawionych produktów. Szeroki zakres ich zastosowania umożliwia prowadzenie wielu technologii stosownych do potrzeb.