Hvert er hámarks leyfilegt heildar lífrænt kolefni (TOC) í afjónuðu vatni við 90 gráður sem 7. stigs títanhúðarhitari þolir án þess að þjást af undirútfellingu tæringu frá eldsuðu kolefni?

Heildar lífrænt kolefni (TOC) í afjónuðu vatnskerfum má rekja til niðurbrots jónaskiptaresíns, líffilmuvaxtar eða fóðurvatnsmengunar, sérstaklega við 90 gráður. Í slíku vatni brenna lífrænu efnasamböndin á upphitaða yfirborði títanhúðarhitara af gráðu 7 og skilja eftir sig kolefnisríka útfellingu. Þessi útfelling myndar sprungur og undir-galvanískar frumur. Kolefnislagið er leiðandi og kaþódískt fyrir títan, sem veldur anodískri upplausn títans undir. Hámarks leyfilegt innihaldsefni til að forðast tæringu undirútfellingar er 0,5 ppm (500 ppb). Yfir þessum viðmiðunarmörkum myndast kolefnisútfelling innan 500-1000 klukkustunda, sem gefur gryfjuhraða á bilinu 0,05-0,20 mm/ári.

Pyrolytic kolefnisútfelling og tæringarkerfi undirútfellingar

Lífrænar sameindir í vatni gangast undir varma niðurbrot (pyrolysis) á hitaðri títan yfirborði við 90 gráður. Viðbrögðin leiða til myndunar myndlauss kolefnis og rokgjarnra efna. Kolefnisútfellingin er í upphafi þunn en vex með tímanum. Útfellingin er rafefnafræðilega göfug fyrir títan og er rafleiðandi. Í innstæðunni er súrefni neytt, klóríð (úr snefilóhreinindum) er þétt. Anodískt og leysir upp títanið undir kolefninu. Umfangsmikið kolefnisyfirborð er bakskaut og fljótleg staðbundin tæring á sér stað. Palladium í títan úr 7. flokki kemur ekki í veg fyrir kolefnisútfellingu en gæti dregið úr tæringarhraða undir-útfellingar þegar útfellingin hefur myndast.

Magnbundin myndun kolefnisútfellingar og gryfjun á móti heildar lífrænu kolefni

Sýnt hefur verið fram á að 7. stigs títan virki sem hér segir þegar það var prófað í stýrðu af-jónuðu vatni (18 MΩ·cm,<10 ppb chloride) at 90°C with varying TOC over 1,000 hours. At TOC <0.1 ppm, thickness of carbon deposit is 0~0.5 µm, no pitting occurs, and the surface is shining. At TOC levels of 0.1 to 0.3 ppm, deposit thickness is 0.5 to 2 µm, no pitting, and the surface is slightly discolored. At TOC of 0.3–0.5 ppm, deposit thickness 2–5 µm, occasional shallow pits (<10 µm) may be formed, surface has dark tint. Critical level at TOC of 0.5-1.0 ppm Thickness of deposits 5-15 µm Pitting initiation 200-500 hrs Pit depths after 1,000 hrs 20-80 µm Corrosion rate beneath deposits 0.05-0.15 mm per year At TOC levels of 1.0-2.0 ppm, the thickness of the deposit is 15-30 µm, pitting is severe, the pit depths surpass 100 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate exceeds 0.15 mm per year. Deposit thickness >30 µm, og hraðri undirútfellingu tæringu, leiðir til götunar á 2.000 til 5.000 klukkustundum við 2,0 ppm TOC.

Áhrif klóríðs og uppleysts súrefnis á skilvirkni TOC fjarlægingar.

Tilvist klóríðs í vatninu dregur verulega úr leyfilegu TOC. Leyfilegt TOC er 0,5 ppm við 10 ppb klóríð fyrir gröf dýpt<10 µm. Allowable TOC is reduced to 0.3 ppm at 50 ppb chloride. At 100 ppb chloride the maximum permitted TOC is 0.2 parts per million. At 500 ppb chloride the TOC allowed is 0.1 ppm. Underdeposit corrosion becomes more aggressive at dissolved oxygen levels below 1 ppm (deaerated) and this reduces the permissible TOC by 30–50 %. Oxygen > 5 ppm (air-saturated) results in 20–30% increase in allowable TOC due to oxygen aiding in the repassivation of the titanium surface.

TOC Control Manual High Purity Water Hitari

Eftirfarandi tafla tekur saman ráðleggingar um hámarks leyfilegt TOC fyrir afjónað vatn við 90 gráður fyrir títanhitara af gráðu 7, byggt á klóríðmagni og nauðsynlegum líftíma hitara.

Klóríðstyrkur (ppb) Æskilegur endingartími (ár) Hámarks leyfilegt TOC (ppm) Áætluð gryfjadýpt<10 5 0.8 20–50 >10 0.5 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 Eftir 5.000 klukkustundir (µm)
Verkfræði Beyond TOC Control

Títan flokkurinn hefur áhrif á tæringu undirlags. Undir-tæringarhraði 7. stigs er 2-3 sinnum lægri en tæringarhlutfall 2. stigs með sömu kolefnisþykkt. Veggþykkt er ráð fyrir inndrætti í hola. 2,0 mm veggur með 0,10 mm á ári gryfju mun lifa í 20 ár. Vatnsmeðferðarkerfið ætti að vera með TOC skjá með viðvörun stillt á 0,4 ppm. Síun með virkt kolefni fyrir ofan hitara eyðir lífrænum efnasamböndum áður en þau komast í snertingu við hitað yfirborð. Reglubundin þrif á hitaranum með 5% sítrónusýru við 60 gráður í 2 klst fjarlægir kolefnisútfellingar án þess að ráðast á títan.

Upplýst forskrift

Fyrir 7 stigs títan slíðrahitara í afjónuðu vatni við 90 gráður, takmarkaðu heildar lífrænt kolefni við < 0,3 ppm fyrir 10 ára endingartíma. Settu TOC greiningartæki á vatnsveitu með viðvörun stillt á 0,4 ppm og læstu til að takmarka afl hitara eða slökkva á kerfinu ef TOC fer yfir 0,6 ppm. Fyrir núverandi kerfi með TOC > 0,5 ppm, settu upp virka kolsíu eða UV oxunareiningu til að draga úr lífrænum efnum. Skoðaðu yfirborð hitari árlega meðan á notkun stendur. Ef dökkar kolefnisútfellingar eru áberandi skaltu hreinsa hitarann ​​með 5% sítrónusýru við 60 gráður í 2 klukkustundir. Verkfræðingurinn stýrir TOC í minna en 0,5 ppm til að koma í veg fyrir myndun pyrolyzed kolefnisútfellingar og undirútfellingartæringar í há-hreinu vatni.