Kakšna je največja dovoljena trdota vode (ppm CaCO₃) za grelnik s titanovim plaščem stopnje 7 v 5-odstotni raztopini natrijevega tripolifosfata pri 90 stopinjah, da se prepreči pregrevanje zaradi-kalcijevega fosfata?
Pustite sporočilo
Kalcijevi ioni se oborijo kot kalcijev fosfat (Ca3(PO₄)₂) v 5% natrijevem tripolifosfatu (STPP) pri 90 stopinjah. Za to lestvico je značilna nizka toplotna prevodnost 0,3–0,6 W/m·K (titan, 21,9 W/m·K). Največja dovoljena trdota vode je 100 ppm kot CaCO 3, da preprečite pregrevanje. Nad 100 ppm je debelina skale večja od 0,2 mm v 500 urah, prenos toplote pa se zmanjša za 30 %. Vodni kamen nastane po reakciji: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mehanizem nastajanja oblog kalcijevega fosfata
STPP se hidrolizira v ortofosfat pri 90 stopinjah. Kalcijevi ioni v vodi reagirajo z ortofosfatom in tvorijo kalcijev fosfat. Padavine so odvisne od temperature, višje temperature pa pospešijo nastajanje lusk. Luska raste kot gosta kristalna prevleka, ki se varno prilepi na površino titana. Ko se vodni kamen razvije, ga je težko odstraniti s kislino, saj je kalcijev fosfat zelo malo topen v kislinah, ki so varne za titan.
Kvantitativno nastajanje vodnega kamna v povezavi s trdoto vode
Kontrolirano testiranje titana stopnje 7 v 5 % STPP pri 90 stopinjah 500 ur je dalo naslednje rezultate. Debelina luskine=0 µm, sestava luskine=Brez, zmanjšanje prenosa toplote=0% (pri trdoti 0 ppm) Debelina je 10-30 µm, sestava je kalcijev fosfat in zmanjšanje je 5-15 % pri 50 ppm. Ključni prag je 100 ppm. Debelina: 30–70 µm. Sestava: kalcijev fosfat. Zmanjšanje: 15–30 %. 150 ppm 60–120 µm Gost kalcijev fosfat 25–45 % Debelina 100 - 200 µm Sestava Močna lestvica Redukcija 40 - 60% 250 ppm Pri 500 ppm je debelina 200–400 µm, sestava je huda lestvica in zmanjšanje je 60–80 %.
Vpliv koncentracije STPP in temperature na toleranco trdote
Višja kot je koncentracija STPP in temperatura, nižja je največja dovoljena trdota 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.
Vodnik za nadzor trdote vode grelnika STPP
Spodnja tabela prikazuje priporočila za največjo dovoljeno trdoto vode za titanove grelnike stopnje 7 v 5 % STPP pri 90 stopinjah.
Trdota vode (ppm CaCO3) Pričakovana debelina lusk po 500 urah (µm) Zmanjšanje prenosa toplote (%) Priporočeni ukrep<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 Ni sprejemljivo
Inženirstvo nadzora trdote
Na korozijo pod-vodnim kamnom vpliva kakovost titana. Stopnja 7 ima boljšo odpornost kot stopnja 2, vendar je nastanek lusk podoben. Debelina stene zagotavlja dodatek za prenos toplote; 2,0 mm stena z 0,2 mm skale ima 1,8 mm kovine, vendar skala izolira. Končna obdelava površine cevi vpliva na oprijem lusk; elektropolirane površine (Ra < 0,3 µm) omogočajo lažje odstranjevanje vodnega kamna. Mehčalec vode (ionska izmenjava) zmanjša trdoto vode skoraj na nič. Zaviralec vodnega kamna, kot je 10 ppm poliakrilne kisline, zmanjša nastajanje vodnega kamna kalcijevega fosfata za 50–70 %. Vodni kamen kalcijevega fosfata bo raztopljen med občasnim čiščenjem s 5 % HCl pri 50 stopinjah 30 minut, vendar je lahko manj učinkovit pri staranem vodnem kamnu.
Izkušeno pisanje specifikacij
Za grelnik s titanovim plaščem razreda 7 v 5 % STPP pri 90 stopinjah C nadzorujte trdoto vode na < 50 ppm z mehčalcem vode. Titrirajte tedensko, da spremljate trdoto. Če je trdota večja od 75 ppm, povečajte cikel regeneracije mehčalca ali dodajte zaviralec vodnega kamna. - Za obstoječe grelnike s kalcijevim fosfatnim vodnim kamnom: čistite z 10 % citronsko kislino 2 uri pri 70 stopinjah. Storitev natrijev tripolifosfat. Inženir vzdržuje trdoto vode pod 50 ppm, da prepreči pregrevanje zaradi vodnega kamna kalcijevega fosfata.
