Koliki je najveći dopušteni ukupni organski ugljik (TOC) u deioniziranoj vodi na 90 stupnjeva koji grijač od titanskog omotača stupnja 7 može tolerirati, a da ne trpi koroziju od nedovoljnog naslaga od piroliziranog ugljika?
Ostavite poruku
U sustavima deionizirane vode koji rade na 90 stupnjeva, ukupni organski ugljik (TOC) može potjecati od razgradnje smole ionske izmjene, rasta biofilma ili kontaminacije napojne vode. Kada grijač s titanskim omotačem razreda 7 radi u takvoj vodi, organski spojevi piroliziraju na vrućoj površini, ostavljajući naslage ugljika. Ova naslaga stvara pukotine i pod-naslage galvanskih članaka. Ugljični sloj je vodljiv i katodan prema titanu, potičući anodno otapanje titana ispod. Maksimalni dopušteni TOC za sprječavanje korozije ispod naslaga je 0,5 ppm (500 dijelova na milijardu). Iznad ove razine, pirolizirane naslage ugljika stvaraju se unutar 500-1000 sati, što dovodi do stopa pitinga od 0,05-0,20 mm godišnje.
Mehanizam stvaranja pirolitičkih naslaga ugljika i korozije ispod naslaga
Na 90 stupnjeva, organski spojevi u vodi podliježu toplinskom raspadanju (pirolizi) na vrućoj površini titana. Reakcija proizvodi amorfni ugljik i hlapljive proizvode. Talog ugljika u početku je tanak, ali se s vremenom nakuplja. Talog je električki vodljiv i elektrokemijski plemenit u odnosu na titan. Pod talogom, kisik je iscrpljen, a kloridi (od nečistoća u tragovima) se koncentriraju. Titan ispod ugljika postaje anodan i otapa se. Velika površina -prekrivena ugljikom djeluje kao katoda, potičući brzu lokaliziranu koroziju. Sadržaj paladija stupnja 7 u titanu ne sprječava taloženje ugljika, ali može smanjiti stope korozije pod-naslaga nakon što se talog stvori.
Kvantitativno stvaranje 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 klorida i otopljenog kisika na TOC toleranciju
Prisutnost klorida u vodi značajno smanjuje dopušteni TOC. Na 10 ppb klorida, dopušteni 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.
Vodič za kontrolu TOC-a za grijače vode visoke-čistoće
Sljedeća tablica daje preporuke za maksimalno dopušteni TOC u deioniziranoj vodi na 90 stupnjeva za titanske grijače razreda 7, na temelju razine klorida i željenog vijeka trajanja.
| Koncentracija klorida (ppb) | Željeni vijek trajanja (godine) | Maksimalno dopušteni TOC (ppm) | Očekivana dubina jame nakon 5000 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 TOC kontrole
Kvaliteta titana utječe na koroziju ispod naslaga. Stupanj 7 ima 2-3 puta niže stope korozije ispod-naslaga nego stupanj 2 za istu debljinu naslaga ugljika. Debljina stijenke osigurava dopuštenje za prodiranje jame; stijenka od 2,0 mm s 0,10 mm rupa godišnje traje 20 godina. Sustav za obradu vode trebao bi uključivati TOC monitor s alarmom postavljenim na 0,4 ppm. Filtracija s aktivnim ugljenom uzvodno od grijača uklanja organske spojeve prije nego što dospiju na vruću površinu. Periodično čišćenje grijača s 5% limunskom kiselinom na 60 stupnjeva tijekom 2 sata uklanja naslage ugljika bez napada na titan.
Izrada informirane specifikacije
Za grijač s titanskim omotačem razreda 7 u deioniziranoj vodi na 90 stupnjeva, održavajte ukupni organski ugljik ispod 0,3 ppm tijekom 10-godišnjeg vijeka trajanja. Ugradite TOC analizator na dovod vode s alarmom na 0,4 ppm i blokadom koja smanjuje snagu grijača ili isključuje sustav ako TOC prijeđe 0,6 ppm. Za postojeće sustave s TOC iznad 0,5 ppm, dodajte filtar s aktivnim ugljenom ili jedinicu za UV oksidaciju kako biste smanjili organske tvari. Tijekom rada jednom godišnje pregledajte površinu grijača; ako su vidljive tamne naslage ugljika, čistite grijač 5% limunskom kiselinom na 60 stupnjeva 2 sata. Kontroliranjem TOC-a ispod 0,5 ppm, inženjer sprječava stvaranje naslaga piroliziranog ugljika i koroziju ispod taloga u opskrbi vodom visoke čistoće.
