Koji je maksimalno dozvoljeni ukupni organski ugljik (TOC) u dejonizovanoj vodi na 90 stepeni koji grejač sa titanijumskim omotačem stepena 7 može tolerisati a da ne trpi koroziju premalo taloženja od pirolizovanog ugljenika?
Ostavi poruku
U sistemima dejonizovane vode koji rade na 90 stepeni, ukupni organski ugljenik (TOC) može nastati usled razgradnje jonoizmenjivačke smole, rasta biofilma ili kontaminacije napojne vode. Kada grijač sa titanijumskim omotačem razreda 7 radi u takvoj vodi, organska jedinjenja piroliziraju na vrućoj površini, ostavljajući ugljični naslaga. Ovaj naslaga stvara pukotine i galvanske ćelije ispod{4}}nasloga. Ugljični sloj je provodljiv i katodan za titanijum, što dovodi do anodnog rastvaranja titanijuma ispod. Maksimalni dozvoljeni TOC za sprečavanje korozije nedovoljnog depozita je 0,5 ppm (500 delova na milijardu). Iznad ovog nivoa, pirolizirane naslage ugljika formiraju se u roku od 500-1.000 sati, što dovodi do stopa pitinga od 0,05-0,20 mm godišnje.
Mehanizam formiranja pirolitičkih naslaga ugljika i korozije ispod naslaga
Na 90 stepeni, organska jedinjenja u vodi podležu termičkoj razgradnji (pirolizi) na vrućoj površini titanijuma. Reakcija proizvodi amorfni ugljik i hlapljive proizvode. Talog ugljenika je u početku tanak, ali se vremenom akumulira. Talog je električno provodljiv i elektrohemijski plemenit u odnosu na titanijum. Ispod naslaga se kiseonik iscrpljuje, a hloridi (iz nečistoća u tragovima) se koncentrišu. Titan ispod ugljenika postaje anodičan i rastvara se. Velika površina pokrivena ugljikom- djeluje kao katoda, izazivajući brzu lokaliziranu koroziju. Sadržaj paladijuma titanijuma 7 stepena ne sprečava taloženje ugljika, ali može smanjiti stope korozije ispod{10}}taloga nakon formiranja naslaga.
Kvantitativno formiranje naslaga ugljika i piting kao funkcija TOC-a
Kontrolirano ispitivanje u deioniziranoj vodi (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.
Utjecaj hlorida i rastvorenog kiseonika na toleranciju TOC-a
Prisustvo hlorida u vodi značajno snižava dozvoljeni TOC. Na 10 ppb hlorida, dozvoljeni TOC za<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.
TOC Kontrolni vodič za bojlere visoke{0}}čistoće
Sledeća tabela daje preporuke za maksimalno dozvoljeni TOC u dejonizovanoj vodi na 90 stepeni za grejače od titanijuma stepena 7, na osnovu nivoa hlorida i željenog veka trajanja.
| Koncentracija hlorida (ppb) | Željeni vijek trajanja (godine) | Maksimalno dozvoljeni TOC (ppm) | Očekivana dubina jame nakon 5.000 sati (µm) |
|---|---|---|---|
| <10 | >10 | 0.5 | <20 |
| <10 | 5 | 0.8 | 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 |
Inženjering izvan kontrole TOC-a
Kvalitet titanijuma utiče na koroziju ispod naslaga. Stepen 7 ima 2-3 puta niže stope korozije ispod -taloga od Grade 2 za istu debljinu naslaga ugljenika. Debljina stijenke omogućava prodiranje u jamu; zid od 2,0 mm sa udubljenjem od 0,10 mm godišnje traje 20 godina. Sistem za prečišćavanje vode treba da uključuje monitor TOC-a sa alarmom postavljenim na 0,4 ppm. Filtracija aktivnog uglja uzvodno od grijača uklanja organske spojeve prije nego što stignu do vruće površine. Periodično čišćenje grejača sa 5% limunske kiseline na 60 stepeni tokom 2 sata uklanja naslage ugljenika bez napada na titanijum.
Izrada informirane specifikacije
Za grijač od titanijumskog omotača 7 u dejoniziranoj vodi na 90 stepeni, održavajte ukupni organski ugljik ispod 0,3 ppm za 10-godišnji vijek trajanja. Instalirajte TOC analizator na dovod vode s alarmom na 0,4 ppm i blokadom koja smanjuje snagu grijača ili isključuje sistem ako TOC prelazi 0,6 ppm. Za postojeće sisteme sa TOC-om iznad 0,5 ppm, dodajte filter sa aktivnim ugljem ili jedinicu za UV oksidaciju da biste smanjili organske materije. Tokom rada, pregledajte površinu grijača jednom godišnje; ako su vidljive tamne naslage ugljika, očistite grijač sa 5% limunske kiseline na 60 stepeni 2 sata. Kontrolišući TOC ispod 0,5 ppm, inženjer sprečava stvaranje pirolizovanih naslaga ugljika i koroziju nedovoljnog naslaga u visokoj čistoći vode.
