Esant kokiai konkrečiam sieros rūgšties koncentracijos slenksčiui, 1,2 milimetro 316 nerūdijančio plieno apvalkalui reikia po{2}}suvirinimo, kad būtų išvengta tarpkristalinės korozijos elektriniuose panardinamuosiuose šildytuvuose?

Įrenginių priežiūros inžinieriai, prižiūrintys elektrinius panardinamuosius šildytuvus komunaliniuose ir pramoniniuose nuotekų valymo įrenginiuose, susiduria su sunkia korozijos aplinka dėl kintančio chlorido lygio, padidėjusios temperatūros dėl biologinių procesų ir pertraukiamo veikimo. Skirtingai nuo švarių chemijos paslaugų, kuriose koncentracijos yra kontroliuojamos, chlorido koncentracija nuotekose skiriasi priklausomai nuo pramonės išleidimo, kelių druskos nuotėkio ir garavimo valymo baseinuose. Taip dažnai atsitinka naudojant 1,2 mm 316 nerūdijančio plieno apvalkalą, kuris turi gerą kainos ir bendro atsparumo korozijai pusiausvyrą. Tačiau jei chlorido koncentracija ir apvalkalo paviršiaus temperatūra viršija tam tikras ribas, per šešis mėnesius gali atsirasti duobių, todėl reikės dažnai ir brangiai pakeisti. Šiame dokumente nustatytas optimalus chlorido kiekio ir apvalkalo paviršiaus temperatūros derinys, ribojantis 1,2 mm 316 apvalkalo tarnavimo laiką iki šešių mėnesių nuotekų šildymo sistemoje.

316 duobių įsiskverbimo kinetika, veikiama chlorido{1}}turinčių nuotekų
Elektrocheminiu požiūriu 316 duobių susidarymas nuotekose yra panašus į švaresnius chlorido tirpalus, tačiau jį sustiprina biologinis aktyvumas, suspenduotos dalelės ir kintantis pH. Chlorido kiekis nuotekose paprastai yra nuo 100 ppm iki 2 000 ppm, o spygliai viršija 5 000 ppm pramoninių išmetimų metu . 316 500 ppm chlorido temperatūra yra apie 60 °C. Kritinė duobės temperatūra 1000 ppm chlorido sumažinama iki 50 laipsnių. Su 2000 ppm chlorido jis nukrenta iki 40 laipsnių. Dėl taikomo vatų tankio (paprastai 5–10 W/cm² nuotekų tiekimui) apvalkalo paviršiaus temperatūra bus 15–30 °C aukštesnė už panardinamojo šildytuvo tūrinių nuotekų temperatūrą. Apdorojimo baseine, kurio temperatūra yra 35 °C, su 8 W/cm² šildytuvu, apvalkalo paviršiaus temperatūra yra 50-60 °C. Jei chlorido koncentracija vandenyje tuo metu yra 1000 ppm, viršijama kritinė 50°C duobėjimo temperatūra ir duobių susidarymas įvyksta per kelias dienas. Kartą šiltose nuotekose duobės plinta 0,5–2,0 mm per mėnesį greičiu, per 3–12 savaičių palauždamos 1,2 mm sienelę. Taigi šešių mėnesių pakeitimo kriterijus pasiekiamas, jei duobių susidarymas įvyksta pirmąjį mėnesį, o dauginimas baigiamas per kitus penkis mėnesius.

Šešių{0}}mėnesių gyvavimo kritinis chloridas-temperatūros deriniai
316 mėginių panardinimo į imituotas normalios biologinio aktyvumo nuotekas (pH 6,5–7,5, vidutinės suspenduotos dalelės) rezultatai rodo šiuos tūrinės chlorido koncentracijos ir apvalkalo paviršiaus temperatūros derinius, kurie suteikia maksimalų šešių mėnesių eksploatavimo laiką 1,2 mm sienai: Vertės nurodytos nepertraukiamam darbui esant normaliam vatui 26–8 denscm.

Tūrinio chlorido koncentracija (ppm) Kritinė apvalkalo paviršiaus temperatūra duobės inicijavimui per 30 dienų Duobės sklidimo greitis (mm/mėn) esant šiai temperatūrai Laikas iki 1,2 mm prasiskverbimo po inicijavimo Bendras eksploatavimo laikas (iniciacija + sklidimas) 300 – 500 ppm Virš 70 laipsnių 0,4 – 0,7 – 3 mėn. 800 ppm Virš 60 laipsnių 0,6 – 1,0 mm/mėn 1,5 – 2 mėn. 2 – 3 mėn. 800 – 1 200 ppm Virš 55 laipsnių 0,8 – 1,2 mm/mėn 1 – 1,5 mėn. 1,5 – 2,5 mėn. –1 pp 1,0 – 1,5 mm/mėn 0,8 – 1,2 mėn 1 – 2 mėn. 1 500 – 2 000 ppm Virš 45 laipsnių 1,2 – 1,8 mm/mėn 0,7 – 1 mėn. 1 – 1,5 mėn 2 000 – 3 000 ppm.0/3000 ppm.0/3000 ppm. – 0,8 mėn. 1 – 1,5 mėn
>3,000 ppm>35°C >2,0 mm/mėn.Mažiau 0,6 mėn.Mažiau nei 1 mėn
Šešių mėnesių eksploatavimo laikas chlorido kiekio ir apvalkalo paviršiaus temperatūros sandauga turi užtrukti mažiausiai tris mėnesius duobės atsiradimui ir tris mėnesius dauginimuisi. Tai atsitinka tik tada, kai apvalkalo paviršiaus temperatūra yra bent 5–10 °C žemesnė už kritinę chlorido koncentracijos duobėjimo temperatūrą. 500 ppm chlorido apvalkalo paviršiaus temperatūra turi būti žemesnė nei 55°C. 1000 ppm chlorido temperatūra turi būti mažesnė nei 45°C. 2000 ppm chlorido temperatūra turi būti mažesnė nei 35 laipsniai.

Saugaus naudojimo vokas 6 mėnesių tarnavimo laikas
Didžiausia leistina birių nuotekų temperatūra 1,2 mm 316 apvalkalui esant skirtingam vatų tankiui, kad būtų pasiektas šešių mėnesių eksploatavimo laikas esant skirtingiems chlorido koncentracijos intervalams, pateikta pridedamoje lentelėje. Vertės garantuoja, kad apvalkalo paviršiaus temperatūra yra bent 5 laipsniais žemesnė už kritinę duobėjimo temperatūrą tam tikram chlorido kiekiui.

Chlorido koncentracijos diapazonas (ppm) Kritinė duobės temperatūra minus 5°C Saugos riba Maksimali saugi tūrinė temperatūra esant 5 W/cm² (15°C kilimas) Maksimali saugi tūrinė temperatūra 8 W/cm² (25°C kilimas) Maksimali saugi tūrinė temperatūra esant 10 W/cm² (30°C)
Mažiau nei 300 ppm 75°C 60°C 50°C 45°C 300 – 500 ppm 65°C 50°C 40°C 35°C 500 – 800 ppm 55°C 40°C 30°C 25°C 4000 ppm,8000 30°C 20°C 15°C 1200 – 1500 ppm 40°C 25°C 15°C 10°C 1500 – 2000 ppm 35°C 20°C 10°C Neįmanoma
Virš 2 000 ppm Žemiau 30 laipsnių Nėra Nėra Nėra Nėra
Nuotekų valymo baseine, kurio tūrinė temperatūra yra 35 °C, o normalus chlorido lygis yra 500–800 ppm, 1,2 mm 316 apvalkalas esant 8 W/cm² suteiks apvalkalo paviršiaus temperatūrą apie 60 °C. Tai viršija saugią 55°C ribą, o šešių mėnesių tarnavimo laikas yra mažai tikėtinas. Kad eksploatavimo laikas būtų 6 mėnesiai, operatorius turi sumažinti vatų tankį iki 5 W/cm² (saugi 55 °C riba leidžia 40 °C, bet leistina 35 °C), sumažinti tūrio temperatūrą arba toleruoti dažnesnį keitimą.

Dizainas keičiasi ilgiau nei šešis gyvenimo mėnesius
Jei proceso sąlygos yra artimos šešių{0} mėnesių tarnavimo laikui, trys konstrukcijos koregavimai gali pailginti tarnavimo laiką, nekeičiant apvalkalo medžiagos ar sienelės storio. Pirmasis yra pritvirtinti laikmatį arba temperatūros reguliatorių, kad išjungtumėte šildytuvą, kai baseinas yra pakankamai karštas. Veikimas su pertrūkiais reiškia trumpesnį laiką esant temperatūrai ir dėl to ilgesnį kalendorinį tarnavimo laiką, net jei bendras valandų skaičius yra vienodas. Antrasis pakeitimas – šildytuvą pastatyti didelio srauto vietoje. Turbulencijos padidėjimas padidina šilumos perdavimo koeficientą ir sumažina apvalkalo paviršiaus temperatūros kilimą nuo 25°C iki 10{10}}15°C esant tokiam pat vatų tankiui. Šildytuvas, kurio paviršiaus temperatūra sustingusiomis sąlygomis pasiektų 60 °C, gali būti naudojamas 50 °C temperatūroje gerai cirkuliuojančiose nuotekose, kurios nukrenta žemiau esminės slenksčio. Paskutinis pakeitimas yra pridėti korozijos stebėjimo zondą ir aktyviai pakeisti šildytuvus, kai zondas nustato duobių pradžią. Tai apsaugo nuo staigių gedimų, nors paprastai nepailgina gyvenimo. Nuotekų valymo įrenginiuose, kuriuose chlorido kiekis viršija 1 000 ppm arba birių medžiagų temperatūra viršija 40 °C, inžinieriai turėtų nurodyti labiau įdubimams atsparų lydinį, pvz., 317 nerūdijančio plieno (3,5 % molibdeno) arba 825 lydinį. Papildomos išlaidos paprastai yra 20–50 % pailgintos iki 6 mėnesių, tačiau eksploatavimo laikas pailgėja nuo 3 iki 3 metų. Renkantis šildytuvus nuotekų tiekimui, svarbu surinkti chlorido koncentracijos duomenis iš kelių mėginių ėmimo per metus, nes sezoniniai pokyčiai gali būti dideli. Vasarai skirtas šildytuvas gali greitai sugesti žiemą, jei kelių druskų nuotėkis padidins chlorido kiekį. Šešių mėnesių pakeitimo riba yra ne kiekis, o nuspėjama chlorido koncentracijos ir apvalkalo paviršiaus temperatūros pasekmė. Išmatuodami dvi charakteristikas, inžinieriai gali tiksliai numatyti šildytuvo eksploatavimo laiką ir parengti priežiūros planus, taip išvengiant netikėtų gedimų ir priešlaikinio vis dar veikiančių šildytuvų pakeitimo.