‹ Обратно

Качество воды – это не только ее чистота, но и то, как вода взаимодействует с материалами трубопроводных систем и оборудованием. Водоснабжение, как в частных домах, так и на крупных предприятиях, требует внимания к множеству факторов, которые влияют на долговечность инфраструктуры. Одним из таких факторов является Индекс Ланжелье (LSI), который помогает определить склонность воды к образованию накипи или коррозии.

 

Данный индекс не только позволяет защитить оборудование от повреждений, но и помогает обеспечивать безопасность водоснабжения. Но как именно индекс Ланжелье работает? Какие параметры нужно учитывать для его расчета? И что делать, если LSI не в норме? Ответы на эти вопросы мы детально рассмотрим в данной статье.

 

---

Как рассчитать Индекс Ланжелье (LSI) для предотвращения коррозии и накипи в водопроводных системах

---

Индекс Ланжелье (LSI) – это важнейший инструмент для оценки агрессивности воды в отношении трубопроводов, котлов и другого оборудования, связанного с водоснабжением. Агрессивная вода, которая слишком кислая или слишком щелочная, может разрушать металлические поверхности, вызывать коррозию или наоборот способствовать образованию осадков и накипи. Это не только снижает эффективность работы системы, но и требует дорогого обслуживания.

 

Как LSI помогает в водоснабжении?

 

1. Предотвращение коррозии. Если индекс Ланжелье показывает отрицательное значение, это означает, что вода склонна к разрушению металлических поверхностей, что может привести к быстрому износу труб.
2. Борьба с образованием накипи. Положительный LSI сигнализирует о склонности воды к образованию осадков, что может привести к засорению труб и снижению их пропускной способности.
3. Оптимизация химической обработки воды. Определение точного значения LSI позволяет максимально правильно настроить параметры химводподготовки для предотвращения проблем с коррозией и накипью.

 

Отсюда следует вывод: LSI помогает не только поддерживать качество воды, но и снижать эксплуатационные расходы, предотвращая дорогостоящие ремонты.

 

Как индекс Ланжелье влияет на качество воды?

 

Качество воды нельзя определять только по визуальной ее чистоте. Вода может быть «мягкой», «жесткой», кислой или щелочной, и все эти параметры влияют на взаимодействие воды с трубами и оборудованием. Итак, как индекс Ланжелье влияет на качество воды?

Коррозия и агрессивность воды

Когда вода имеет отрицательное значение LSI, это означает, что она агрессивна по отношению к металлическим поверхностям. Такое воздействие может привести к:

• Коррозии трубопроводов, а значит, как ранее мы с вами обговаривали, - к быстрому их износу, что сокращает срок службы системы.
• Коррозии технологического оборудования, что делает его неэффективным и требует частых проведений ремонтных работ или вовсе полной замены.

 

Образование накипи

Вода с положительным значением LSI будет склонна к образованию осадков, таких как кальцит, который может забивать трубы и другие элементы системы. Накипь может привести к:

• Засорению труб и снижению их пропускной способности.
• Снижению эффективности отопительных систем и котлов из-за образования слоя накипи, который изолирует теплоотдачу.

 

Оптимальная вода для системы

Идеальная вода для большинства систем водоснабжения – это вода с нейтральным значением LSI (около 0), которая не вызывает как коррозии, так и образование накипи.

 

Параметры для расчета LSI

 

1. pH воды

pH воды (водородный показатель) определяет ее кислотность или щелочность. Вода с pH ниже 7 (кислая) будет склонна к коррозии, а с pH выше 7 (щелочная) – к образованию накипи.

 

2. Температура воды

Температура влияет на скорость химических реакций. Теплая вода способствует образованию осадков, а холодная – может быть более агрессивной по отношению к металлам.

 

3. Общая минерализация воды (TDS)

TDS измеряет количество растворенных в воде веществ, таких как кальций, магний, натрий и другие. Чем выше TDS, тем выше вероятность образования накипи.

 

4. Ионы кальция (Ca²⁺)

Кальций является важным компонентом в жесткости воды. Чем больше кальция, тем выше вероятность образования накипи.

 

5. Концентрация гидрокарбонатов (HCO₃⁻)

Гидрокарбонаты (щелочность) могут изменять pH воды и способствовать образованию осадков.

 

Формулы расчета pHs и LSI

 

Для расчета индекса Ланжелье нужно сначала вычислить pHs (pH насыщение воды карбонатом кальция). Формула для расчета pHs выглядит так:

 

pHs = (9.3 + A + B) – (C + D)

 

где:

 

• A = (lg [TDS] - 1)/10
• B = -13.12 x lg (Temp + 273) + 34.55
• C = lg [жесткость воды по Ca, выраженная в мг/л CaCO₃] - 0.4
• D = lg [общая щелочность воды, выраженная в мг/л CaCO₃]

 

Примечание:

Для вычисления значения С: если известна концентрация кальция (Са), для перевода в концентрацию карбоната кальция (CaCO₃) используется следующий коэффициент:

1 мг/л Са = 2,5 мг/л CaCO₃

 

Для вычисления значения D: если известна концентрация гидрокарбонатов (НСО₃), для перевода в концентрацию карбоната кальция (CaCO₃) используется следующий коэффициент:

1 мг/л НСО₃ = 0,82 мг/л CaCO₃

 

После этого, чтобы рассчитать LSI, используйте следующую формулу:

 

LSI = pH – pHs

 

В итоге:

Если LSI > 0, это значит, что вода склонна к образованию накипи.

Если LSI < 0, это означает, что вода агрессивна и вызывает коррозию.

Если LSI = 0, вода нейтральна.

 

Влияние параметров воды на значения LSI

 

Важнейшие параметры, влияющие на значение индекса Ланжелье, включают pH, температуру воды, TDS, концентрацию кальция и гидрокарбонатов. Каждый из этих факторов может значительно изменить результат расчета LSI, а значит, повлиять на качество воды и ее способность к образованию накипи или коррозии.

 

Пример расчета индекса Ланжелье

 

Данные:

• pH воды = 8,5
• TDS = 300 мг/л
• Температура = 25°C
• Жесткость (по CaCO3) = 100 мг/л
• Щелочность (по CaCO3) = 120 мг/л

 

Рассчитаем pHs:

A = (lg300 - 1)/10 = 0.1477

B = -13.12 x lg (25 + 273) + 34.55 = 2.086

C = log10 (100) - 0.4 = 1.6

D = log10 (120) ≈ 2.08

 

pHs = (9.3 + 0.1477 + 2.086) – (1.6 + 2.08) = 7.86

 

LSI = 8.5 – 7.86 = 0.64

 

Так как LSI положительный, вода склонна к образованию накипи. Это означает, что в процессе использования воды, особенно при нагреве, может происходить отложение кальция и других растворенных минералов на трубах, нагревательных элементах и других поверхностях, что может привести к снижению эффективности работы оборудования и увеличению расхода энергии. 

 

Калькулятор индекса Ланжелье

Экспресс-расчет индекса Ланжелье

 

Имея на руках основные параметры воды можно без вычислений значений А, В, С и D посчитать LSI с помощью следующей таблицы:

 

 

Советы по интерпретации результатов

 

1. Для воды с положительным LSI: Это сигнализирует о высоком риске образования накипи. Данную задачу можно решить с помощью фильтров умягчения воды или комплексной очистки, установок обратного осмоса или нанофильтрации.
2. Для воды с отрицательным LSI:  Вода агрессивна и может вызвать коррозию. Для защиты труб и оборудования требуется повысить pH, использовать ингибиторы коррозии, фильтры корректоры-кислотности или антикоррозийные покрытия.
3. Для нейтральной воды (LSI = 0): Это идеальный вариант, при котором вода не вызывает ни коррозии, ни накипь. Однако для поддержания стабильности важно следить за возможными колебаниями показателей.

 

Роль LSI в различных сферах деятельности

 

Индекс Ланжелье (LSI) играет важную роль в различных отраслях, где качество воды напрямую влияет на производственные процессы и долговечность оборудования, а именно:

• Энергетика: В энергетическом секторе, в частности на тепловых электростанциях, LSI помогает предотвратить образование накипи в котлах и трубопроводах. Накипь снижает эффективность теплообмена и может привести к повреждению оборудования, а также увеличивает затраты на эксплуатацию.
• Пищевая промышленность: Для пищевых производств, использующих воду в процессе переработки (например, на заводах по производству напитков, молочных изделий или мясных продуктов), важно учитывать индекс Ланжелье, чтобы избежать загрязнения продукции и повреждения оборудования из-за отложений минералов.
• Химическая промышленность: В химических предприятиях, где вода используется в различных технологических процессах или для охлаждения, LSI необходим для предотвращения накипи, которая может снизить эффективность реакций и вызвать повреждения оборудования.
• Системы водоснабжения: Для компаний, занимающихся водоснабжением, LSI помогает оценить качество воды и своевременно внедрять водоочистное оборудование во избежания засорения труб и износа насосных станций.
• Охлаждающие системы и транспортировка воды: В таких сферах, как авиастроение или машиностроение, где системы охлаждения играют ключевую роль, важно контролировать индекс Ланжелье для предотвращения образования накипи, что может привести к перегреву и повреждению оборудования.
• Строительная отрасль: В строительных процессах, например, при использовании воды для замешивания бетона или в системах отопления, важно следить за индексом Ланжелье, чтобы предотвратить повреждения трубопроводов и насосов из-за отложений кальция.
• Бассейны и аквапарки: Для бассейнов и аквапарков контроль за индексом Ланжелье помогает избежать образования отложений на поверхности бассейнов и в фильтрационных системах, что способствует их более эффективной эксплуатации.
• Управление водными ресурсами: В области экологии и управления водными ресурсами индекс Ланжелье используется для оценки состояния водоемов и предотвращения образования осадков, которые могут нарушить баланс экосистем.

 

Учет LSI в этих областях способствует не только защите оборудования, но и оптимизации процессов, снижению эксплуатационных расходов и обеспечению безопасного использования водных ресурсов.

 

Заключение

 

Подводя итог, надо отметить насколько важен показатель стабильности воды для исключения негативных последствий. Защитите свое насосное, котельное оборудование и трубопроводы уже сегодня. Для этого лишь следует обратиться к профессионалам своего дела для получения оптимального решения водоочистки.

 

К сожалению, многие "технологи" (назовем их в кавычках) специализирующих компаний по водоподготовке не ставят перед собой цель решить задачу, а воспользоваться классическими схемами. Якобы там же работает, значит и здесь все будет в порядке. 

 

Поэтому важно анализировать качественный состав воды, уделив также пристальное внимание показателю LSI, для дальнейших расчетов и подбора технологического оборудования химводподготовки. А в этом вам непременно помогут специалисты WATER ZKO (Уральск).

 

Рекомендуемый материал:

 

• Железо в воде – скрытая угроза или необходимость?
• Безопасность реагентов в водоподготовке: актуальные проблемы и решения
• Анализ современных технологий водоподготовки на ТЭС

 

 

Понравился материал? Поделитесь с друзьями!