Koja je najveća dopuštena tvrdoća vode (ppm CaCO₃) za grijač titanijskog plašta razreda 7 u 5% otopini natrijevog tripolifosfata na 90 stupnjeva kako bi se spriječilo pregrijavanje-izazvano kamencem kalcijevog fosfata?
Ostavite poruku
Ioni kalcija talože se kao kalcijev fosfat (Ca3(PO₄)₂) u 5% natrijevom tripolifosfatu (STPP) na 90 stupnjeva. Ovu ljestvicu karakterizira niska toplinska vodljivost od 0,3–0,6 W/m·K (titan, 21,9 W/m·K). Maksimalna dopuštena tvrdoća vode je 100 ppm kao CaCO 3 kako bi se izbjeglo pregrijavanje. Iznad 100 ppm debljina kamenca je veća od 0,2 mm u 500 h, a prijenos topline smanjen je za 30%. Kamenac nastaje reakcijom: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mehanizam stvaranja kamenca kalcijevog fosfata
STPP se hidrolizira u ortofosfat na 90 stupnjeva. Ioni kalcija u vodi reagiraju s ortofosfatom stvarajući kalcijev fosfat. Oborina ovisi o temperaturi, a više temperature ubrzavaju stvaranje kamenca. Kamenac raste kao gusta, kristalna prevlaka koja čvrsto prianja na površinu titana. Nakon što se razvije, kamenac je teško ukloniti kiselinom, jer je kalcijev fosfat vrlo slabo topljiv u kiselinama koje su sigurne za titan.
Kvantitativno stvaranje kamenca u odnosu na tvrdoću vode
Kontrolirano testiranje titana stupnja 7 u 5% STPP na 90 stupnjeva tijekom 500 sati dalo je sljedeće rezultate. Debljina kamenca=0 µm, sastav kamenca=Ništa, smanjenje prijenosa topline=0% (pri tvrdoći od 0 ppm) Debljina je 10-30 µm, sastav je kalcijev fosfat i smanjenje je 5-15 % pri 50 ppm. Ključni prag je 100 ppm. Debljina: 30–70 µm. Sastav: kalcijev fosfat. Redukcija: 15–30%. 150 ppm 60-120 µm Gusti kalcijev fosfat 25-45 % Debljina 100 - 200 µm Sastav Smanjenje velikog kamenca 40 - 60% 250 ppm Kod 500 ppm debljina je 200–400 µm, sastav je ozbiljan kamenac i smanjenje je 60-80%.
Učinak STPP koncentracije i temperature na toleranciju tvrdoće
Što je veća koncentracija STPP i temperatura, to je niža najveća dopuštena tvrdoća vode. Za<0.1 mm scale, the permissible hardness is 150 ppm at 3% STPP and 90°C. Permitted is 150 ppm at 5% STPP and 80°C. Allowable at 5% STPP and 90°C is 100 ppm. 60 ppm at 5% STPP and 100°C is allowable. 50 ppm at 90°C and 10% STPP is allowed. Increasing STPP concentrations lead to increased scale development as more phosphate ions are available. The dynamics of precipitation are enhanced at elevated temperatures.
Vodič za kontrolu tvrdoće vode STPP grijača
Donja tablica prikazuje preporuke za najveću dopuštenu tvrdoću vode za titanske grijače razreda 7 u 5% STPP na 90 stupnjeva.
Tvrdoća vode (ppm CaCO3) Očekivana debljina kamenca nakon 500 sati (µm) Smanjenje prijenosa topline (%) Preporučena radnja<50 <30 <10 No action 50–75 30–50 10–20Monitor monthly 75–100 50–80 15–25 Use softened water 100–150 80–120 25–40 Water softener needed >150 >120 >40 Nije prihvatljivo
Izvan inženjerstva kontrole tvrdoće
Na koroziju pod-kamencem utječe vrsta titana. Stupanj 7 ima bolju otpornost od stupnja 2, ali stvaranje kamenca je slično. Debljina stijenke omogućuje prijenos topline; stijenka od 2,0 mm s kamencem od 0,2 mm ima 1,8 mm metala, ali kamenac izolira. Završna obrada površine cijevi utječe na prianjanje kamenca; elektropolirane površine (Ra < 0,3 µm) omogućuju lakše uklanjanje kamenca. Omekšivač vode (ionska izmjena) smanjuje tvrdoću gotovo na nulu. Inhibitor kamenca kao što je 10 ppm poliakrilne kiseline smanjuje razvoj kamenca kalcijevog fosfata za 50-70%. Kamenac kalcijevog fosfata otopit će se tijekom periodičnog čišćenja s 5% HCl na 50 stupnjeva tijekom 30 minuta, ali može biti manje učinkovit na starom kamencu.
Stručno pisanje specifikacija
Za grijač s titanskim omotačem razreda 7 u 5% STPP na 90 stupnjeva C, kontrolirajte tvrdoću vode na < 50 ppm pomoću omekšivača vode. Titrirajte tjedno za praćenje tvrdoće. Ako je tvrdoća veća od 75 ppm, povećajte ciklus regeneracije omekšivača ili dodajte inhibitor kamenca. - Za postojeće grijače s kamencem s kalcijevim fosfatom: čistite s 10% limunskom kiselinom 2 sata na 70 stupnjeva. Usluga natrijevog tripolifosfata. Inženjer održava tvrdoću vode ispod 50 ppm kako bi spriječio pregrijavanje zbog kamenca kalcijevog fosfata.
