Koks yra didžiausias leistinas bendras organinės anglies kiekis (TOC) dejonizuotame vandenyje esant 90 laipsnių temperatūrai, kurį gali toleruoti 7 klasės titano apvalkalo šildytuvas, nepatirdamas per mažos pirolizuotos anglies korozijos?

Bendra organinė anglis (TOC) dejonizuoto vandens sistemose gali būti siejama su jonų mainų dervų skilimu, bioplėvelės augimu arba tiekiamo vandens užteršimu, ypač esant 90 laipsnių. Tokiame vandenyje organiniai junginiai pirolizuojasi ant įkaitinto 7 klasės titano apvalkalo šildytuvo paviršiaus, palikdami anglies nuosėdas. Šios nuosėdos sudaro plyšius ir po-nuosėdų galvaninius elementus. Anglies sluoksnis yra laidus ir katodinis titanui, todėl po juo titanas ištirpsta anodiškai. Didžiausia leistina TOC siekiant išvengti nepakankamos nuosėdų korozijos yra 0,5 ppm (500 ppb). Virš šios ribos pirolizuotos anglies nuosėdos susidaro per 500-1000 valandų, todėl duobėjimo greitis yra 0,05-0,20 mm per metus.

Pirolitinių anglies nuosėdų susidarymo ir nepakankamo nuosėdų korozijos mechanizmas

Vandenyje esančios organinės molekulės termiškai skaidomos (pirolizuojamos) ant įkaitinto titano paviršiaus 90 laipsnių temperatūroje. Dėl reakcijos susidaro amorfinė anglis ir lakūs produktai. Anglies nuosėdos iš pradžių yra plonos, tačiau laikui bėgant didėja. Nuosėdos yra elektrochemiškai taurios titanui ir yra laidios elektrai. Nuosėdose sunaudojamas deguonis, koncentruojamas chloridas (iš priemaišų pėdsakų). Anodinis ir ištirpina titaną po anglimi. Didelis anglies paviršius yra katodas ir greitai atsiranda vietinė korozija. 7 laipsnio titano paladis neapsaugo nuo anglies nusėdimo, bet gali sumažinti per mažą -nuosėdų korozijos greitį, kai susidaro nuosėdos.

Kiekybinis anglies sankaupų susidarymas ir įdubimas, palyginti su visa organine anglimi

Įrodyta, kad 7 klasės titanas veikia taip, kai buvo išbandytas kontroliuojamame dejonizuotame vandenyje (18 MΩ·cm,<10 ppb chloride) at 90°C with varying TOC over 1,000 hours. At TOC <0.1 ppm, thickness of carbon deposit is 0~0.5 µm, no pitting occurs, and the surface is shining. At TOC levels of 0.1 to 0.3 ppm, deposit thickness is 0.5 to 2 µm, no pitting, and the surface is slightly discolored. At TOC of 0.3–0.5 ppm, deposit thickness 2–5 µm, occasional shallow pits (<10 µm) may be formed, surface has dark tint. Critical level at TOC of 0.5-1.0 ppm Thickness of deposits 5-15 µm Pitting initiation 200-500 hrs Pit depths after 1,000 hrs 20-80 µm Corrosion rate beneath deposits 0.05-0.15 mm per year At TOC levels of 1.0-2.0 ppm, the thickness of the deposit is 15-30 µm, pitting is severe, the pit depths surpass 100 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate exceeds 0.15 mm per year. Deposit thickness >30 µm ir greita nepakankama korozija sukelia perforaciją per 2000–5000 valandų esant 2,0 ppm TOC.

Chlorido ir ištirpusio deguonies poveikis TOC pašalinimo efektyvumui.

Chlorido buvimas vandenyje labai sumažina leistiną TOC. Leidžiamas TOC yra 0,5 ppm esant 10 ppb chlorido duobės gyliui<10 µm. Allowable TOC is reduced to 0.3 ppm at 50 ppb chloride. At 100 ppb chloride the maximum permitted TOC is 0.2 parts per million. At 500 ppb chloride the TOC allowed is 0.1 ppm. Underdeposit corrosion becomes more aggressive at dissolved oxygen levels below 1 ppm (deaerated) and this reduces the permissible TOC by 30–50 %. Oxygen > 5 ppm (air-saturated) results in 20–30% increase in allowable TOC due to oxygen aiding in the repassivation of the titanium surface.

TOC valdymo vadovas didelio grynumo vandens šildytuvas

Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos rekomendacijos dėl didžiausio leistino 90 laipsnių dejonizuoto vandens TOC 7 klasės titano šildytuvams, atsižvelgiant į chlorido lygį ir reikalingą šildytuvo tarnavimo laiką.

Chlorido koncentracija (ppb) Norimas tarnavimo laikas (metai) Didžiausias leistinas TOC (ppm) Numatomas duobės gylis<10 5 0.8 20–50 >10 0.5 20–50 10–50 >10 0.3 <20 10–50 5 0.5 20–50 50–100 >5 0.2 20–50 >100 >3 0.1 50–100 Po 5 000 valandų (µm)
Inžinerija be TOC kontrolės

Titano klasė turi įtakos nepakankamai nuosėdų korozijai. 7 laipsnio korozijos laipsnis per mažą-nuosėdų laipsnį yra 2–3 kartus mažesnis nei 2 laipsnio korozijos laipsnis esant tokiam pat anglies nuosėdų storiui. Sienelės storis – tai leidimas prasiskverbti į duobę. 2,0 mm siena su 0,10 mm duobių per metus išliks 20 metų. Vandens valymo sistemoje turi būti TOC monitorius, kurio perspėjimas nustatytas į 0,4 ppm. Aktyvuotos anglies filtravimas prieš šildytuvą pašalina organinius junginius prieš kontaktuojant su šildomu paviršiumi. Periodiškas šildytuvo valymas 5 % citrinos rūgštimi 60 laipsnių temperatūroje 2 valandas pašalina anglies nuosėdas nepažeidžiant titano.

Informuota specifikacija

7 laipsnio šildytuvui su titano apvalkalu dejonizuotame vandenyje 90 laipsnių temperatūroje apribokite bendrą organinės anglies kiekį iki < 0,3 ppm, kad tarnavimo laikas būtų 10 metų. Sumontuokite TOC analizatorių ant vandens tiekimo su 0,4 ppm aliarmu ir blokuokite, kad apribotumėte šildytuvo galią arba išjunkite sistemą, jei TOC viršija 0,6 ppm. Esamose sistemose, kurių TOC > 0,5 ppm, įdiekite aktyvuotos anglies filtrą arba UV oksidacijos įrenginį, kad sumažintumėte organines medžiagas. Kasmet eksploatacijos metu tikrinkite šildytuvo paviršių. Jei matote tamsių anglies nuosėdų, valykite šildytuvą 5% citrinos rūgštimi 60 laipsnių temperatūroje 2 valandas. Inžinierius kontroliuoja, kad TOC būtų mažesnis nei 0,5 ppm, kad būtų išvengta pirolizuotos anglies nuosėdų susidarymo ir per mažos nuosėdų korozijos, kai naudojamas labai -grynas vanduo.