Kolikšna je največja dovoljena vsebnost skupnega organskega ogljika (TOC) v deionizirani vodi pri 90 stopinjah, ki jo grelnik iz titanovega plašča stopnje 7 lahko prenese, ne da bi utrpel korozijo zaradi premajhnega nanosa zaradi piroliziranega ogljika?
Pustite sporočilo
V sistemih deionizirane vode, ki delujejo pri 90 stopinjah, lahko skupni organski ogljik (TOC) izvira iz razgradnje ionske izmenjevalne smole, rasti biofilma ali kontaminacije napajalne vode. Ko grelnik s titanovim plaščem stopnje 7 deluje v taki vodi, organske spojine pirolizirajo na vroči površini in pustijo ogljikove usedline. Ta usedlina ustvarja špranje in pod-odlagane galvanske celice. Ogljikova plast je prevodna in katodna za titan, kar spodbuja anodno raztapljanje titana pod njo. Največji dovoljeni TOC za preprečevanje korozije zaradi premajhnega nanosa je 0,5 ppm (500 delcev na milijardo). Nad to ravnjo se v 500–1000 urah tvorijo pirolizirane usedline ogljika, kar vodi do stopenj luknjanja 0,05–0,20 mm na leto.
Mehanizem nastajanja pirolitičnih ogljikovih usedlin in korozije premajhnih usedlin
Pri 90 stopinjah se organske spojine v vodi termično razgradijo (pirolizirajo) na vroči površini titana. Reakcija proizvaja amorfni ogljik in hlapne produkte. Ogljikova usedlina je sprva tanka, vendar se sčasoma kopiči. Nanos je električno prevoden in elektrokemično plemenit v primerjavi s titanom. Pod usedlinami je kisik osiromašen, kloridi (iz sledi nečistoč) pa se koncentrirajo. Titan pod ogljikom postane anoden in se raztopi. Velika površina, -prekrita z ogljikom, deluje kot katoda in povzroča hitro lokalizirano korozijo. Vsebnost paladija stopnje 7 v titanu ne preprečuje usedanja ogljika, lahko pa zmanjša stopnjo korozije pod{10}}nanosa, ko ta nastane.
Kvantitativno nastajanje usedlin ogljika in luknjanja kot funkcija TOC
Kontrolirano testiranje v deionizirani 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.
Vpliv klorida in raztopljenega kisika na toleranco TOC
Prisotnost klorida v vodi znatno zniža dovoljeni TOC. Pri 10 ppb klorida je dovoljeni 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.
Priročnik za nadzor TOC za grelnike vode visoke-čistosti
Naslednja tabela podaja priporočila za največji dovoljeni TOC v deionizirani vodi pri 90 stopinjah za titanove grelnike stopnje 7 na podlagi ravni klorida in želene življenjske dobe.
| Koncentracija klorida (ppb) | Želena življenjska doba (leta) | Največji dovoljeni TOC (ppm) | Pričakovana globina jame po 5000 urah (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 |
Inženiring onkraj nadzora TOC
Stopnja titana vpliva na korozijo pod nanosom. Stopnja korozije 7. stopnje je 2–3-krat nižja od -stopnje korozije kot stopnja 2 za enako debelino ogljika. Debelina stene zagotavlja dodatek za preboj jame; stena debeline 2,0 mm z luknjanjem 0,10 mm na leto traja 20 let. Sistem za obdelavo vode mora vključevati monitor TOC z alarmom, nastavljenim na 0,4 ppm. Filtracija z aktivnim ogljem pred grelnikom odstrani organske spojine, preden dosežejo vročo površino. Periodično čiščenje grelnika s 5% citronsko kislino pri 60 stopinjah za 2 uri odstrani ogljikove usedline, ne da bi napadel titan.
Izdelava informirane specifikacije
Za grelnik s titanovim plaščem stopnje 7 v deionizirani vodi pri 90 stopinjah vzdržujte skupni organski ogljik pod 0,3 ppm za 10-letno življenjsko dobo. Na dovod vode namestite analizator TOC z alarmom pri 0,4 ppm in zaporo, ki zmanjša moč grelnika ali izklopi sistem, če TOC preseže 0,6 ppm. Za obstoječe sisteme s TOC nad 0,5 ppm dodajte filter z aktivnim ogljem ali UV-oksidacijsko enoto za zmanjšanje organskih snovi. Med delovanjem letno pregledajte površino grelnika; če so vidne temne usedline ogljika, čistite grelnik s 5% citronsko kislino pri 60 stopinjah 2 uri. Z nadzorom TOC pod 0,5 ppm inženir prepreči nastajanje piroliziranih ogljikovih usedlin in korozijo premajhnih usedlin pri oskrbi z visoko čisto vodo.
