Dejonizuoto vandens sistemose, veikiančiose 90 laipsnių kampu, bendra organinė anglis (TOC) gali atsirasti dėl jonų mainų dervos skilimo, bioplėvelės augimo arba užteršimo tiekiamu vandeniu. Kai tokiame vandenyje veikia 7 klasės titano apvalkalo šildytuvas, karštame paviršiuje pirolizuojasi organiniai junginiai, paliekant anglies nuosėdas. Dėl šios nuosėdos susidaro plyšiai ir galvaniniai elementai, kurių -nuosėda nėra. Anglies sluoksnis yra laidus ir katodinis titanui, todėl po jo esantis titanas tirpsta anodiškai. Didžiausia leistina TOC, kad būtų išvengta nepakankamos nuosėdų korozijos, yra 0,5 ppm (500 dalių milijardui). Virš šio lygio pirolizuotos anglies nuosėdos susidaro per 500–1000 valandų, todėl per metus susidaro 0,05–0,20 mm duobių.

Pirolitinių anglies nuosėdų susidarymo mechanizmas ir nepakankama nuosėdų korozija

90 laipsnių temperatūroje organiniai junginiai vandenyje termiškai skaidosi (pirolizė) ant karšto titano paviršiaus. Reakcijos metu susidaro amorfinė anglis ir lakūs produktai. Anglies nuosėdos iš pradžių yra plonos, bet laikui bėgant kaupiasi. Nuosėdos yra elektrai laidžios ir elektrochemiškai taurios titano atžvilgiu. Po nuosėdomis deguonis išeikvotas, o chloridai (iš priemaišų pėdsakų) susikaupia. Titanas po anglimi tampa anodinis ir ištirpsta. Didelis anglimi{7}}dengtas paviršius veikia kaip katodas, skatinantis greitą vietinę koroziją. 7 laipsnio titano paladžio kiekis neapsaugo nuo anglies nusėdimo, bet gali sumažinti per mažą{10}}nuosėdų korozijos greitį, kai susidaro nuosėdos.

Kiekybinis anglies telkinio susidarymas ir duobių susidarymas kaip TOC funkcija

Kontroliuojamas bandymas dejonizuotame vandenyje (18 MΩ·cm,<10 ppb chloride) at 90°C with varying TOC over 1,000 hours has established the following for Grade 7 titanium. At TOC below 0.1 ppm, carbon deposit thickness is 0–0.5 µm, no pitting occurs, and the surface remains bright. At TOC of 0.1–0.3 ppm, deposit thickness is 0.5–2 µm, no pitting occurs, and the surface shows light discoloration. At TOC of 0.3–0.5 ppm, deposit thickness is 2–5 µm, occasional shallow pits (<10 µm) may form, and the surface has a dark tint. At TOC of 0.5–1.0 ppm, the critical threshold, deposit thickness reaches 5–15 µm, pitting initiates within 200–500 hours, pit depths are 20–80 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate under deposits is 0.05–0.15 mm per year. At TOC of 1.0–2.0 ppm, deposit thickness is 15–30 µm, pitting is severe, pit depths exceed 100 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate exceeds 0.15 mm per year. Above 2.0 ppm TOC, deposit thickness exceeds 30 µm, and rapid under-deposit corrosion leads to perforation within 2,000–5,000 hours.

Chlorido ir ištirpusio deguonies įtaka TOC tolerancijai

Chlorido buvimas vandenyje žymiai sumažina leistiną TOC. Esant 10 ppb chlorido, leistina TOC už<10 µm pit depth is 0.5 ppm. At 50 ppb chloride, the allowable TOC drops to 0.3 ppm. At 100 ppb chloride, the allowable TOC is 0.2 ppm. At 500 ppb chloride, the allowable TOC is 0.1 ppm. Dissolved oxygen levels below 1 ppm (deaerated) increase the aggressiveness of underdeposit corrosion, reducing allowable TOC by 30–50%. Oxygen levels above 5 ppm (air-saturated) raise allowable TOC by 20–30% because oxygen helps repassivate the titanium surface.

Didelio{0}}grynumo vandens šildytuvų TOC valdymo vadovas

Šioje lentelėje pateikiamos rekomendacijos dėl didžiausio leistino TOC dejonizuotame vandenyje 90 laipsnių temperatūroje 7 klasės titano šildytuvams, atsižvelgiant į chlorido lygį ir pageidaujamą tarnavimo laiką.

Inžinerija be TOC kontrolės

Titano klasė turi įtakos nepakankamai nuosėdų korozijai. 7 laipsnio nuosėdų korozijos greitis yra 2–3 kartus mažesnis nei 2 laipsnio, kai toks pat anglies nuosėdų storis. Sienelės storis suteikia galimybę įsiskverbti į duobę; 2,0 mm siena su 0,10 mm įdubimu per metus tarnauja 20 metų. Vandens valymo sistemoje turi būti TOC monitorius su pavojaus signalu, nustatyta 0,4 ppm. Aktyvuotos anglies filtravimas prieš šildytuvą pašalina organinius junginius, kol jie pasiekia karštą paviršių. Periodiškas šildytuvo valymas 5% citrinos rūgštimi 60 laipsnių temperatūroje 2 valandas pašalina anglies nuosėdas nepažeidžiant titano.

Informuotos specifikacijos sudarymas

Jei naudojate 7 laipsnio titano apvalkalo šildytuvą 90 laipsnių dejonizuotame vandenyje, bendra organinės anglies koncentracija turi būti mažesnė nei 0,3 ppm, kad tarnavimo laikas būtų 10 -metų. Sumontuokite TOC analizatorių ant vandens tiekimo su 0,4 ppm pavojaus signalu ir bloku, kuris sumažina šildytuvo galią arba išjungia sistemą, jei TOC viršija 0,6 ppm. Esamose sistemose, kurių TOC viršija 0,5 ppm, pridėkite aktyvuotos anglies filtrą arba UV oksidacijos įrenginį, kad sumažintumėte organinių medžiagų kiekį. Eksploatacijos metu kasmet apžiūrėkite šildytuvo paviršių; jei matosi tamsios anglies nuosėdos, šildytuvą valykite 5% citrinos rūgštimi 60 laipsnių temperatūroje 2 valandas. Kontroliuodamas, kad TOC būtų mažesnis nei 0,5 ppm, inžinierius apsaugo nuo pirolizuotų anglies nuosėdų susidarymo ir per mažo nuosėdų korozijos esant didelio grynumo vandens tiekimui.