Í afjónuðu vatnskerfum sem starfa við 90 gráður getur heildar lífrænt kolefni (TOC) stafað af niðurbroti jónaskipta plastefnis, vexti líffilmu eða mengun fóðurvatns. Þegar títanhúðarhitari af gráðu 7 starfar í slíku vatni, brenna lífræn efnasambönd á heita yfirborðið og skilja eftir sig kolefnisútfellingu. Þessi innfelling myndar sprungur og undir-galvanískar frumur. Kolefnislagið er leiðandi og kaþódískt fyrir títan, sem knýr rafskautsupplausn títansins undir. Hámarks leyfilegt TOC til að koma í veg fyrir undirútfellingu tæringu er 0,5 ppm (500 hlutar á milljarði). Ofan við þetta stig myndast kolefnisútfellingar innan 500–1.000 klukkustunda, sem leiðir til gryfjuhraða upp á 0,05–0,20 mm á ári.

Mechanism of Pyrolytic kolefnisútfellingar og tæringar undirútfellingar

Við 90 gráður ganga lífræn efnasambönd í vatni undir varma niðurbrot (pyrolysis) á heitu títaníum yfirborðinu. Hvarfið framleiðir myndlaust kolefni og rokgjarnar afurðir. Kolefnisútfellingin er í upphafi þunn en safnast fyrir með tímanum. Útfellingin er rafleiðandi og rafefnafræðilega göfug miðað við títan. Undir útfellingunni er súrefni tæmt og klóríð (úr snefilóhreinindum) þéttast. Títanið undir kolefninu verður anódískt og leysist upp. Stóra kolefnis-húðað yfirborðið virkar sem bakskaut og knýr hraða staðbundna tæringu. Palladíuminnihald 7. stigs títan kemur ekki í veg fyrir kolefnisútfellingu en gæti dregið úr tæringarhraða undir{10}}útfellingar þegar útfellingin myndast.

Magnbundin myndun kolefnisútfellingar og hola sem hlutverk TOC

Stýrð prófun í afjónuðu vatni (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.

Áhrif klóríðs og uppleysts súrefnis á TOC þol

Tilvist klóríðs í vatninu lækkar leyfilegt TOC verulega. Við 10 ppb klóríð, leyfilegt TOC fyrir<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.

TOC Control Guide for High-Purity Water Hitara

Eftirfarandi tafla veitir ráðleggingar um hámarks leyfilegt TOC í afjónuðu vatni við 90 gráður fyrir títanhitara af gráðu 7, byggt á klóríðmagni og æskilegum endingartíma.

Verkfræði Beyond TOC Control

Títanflokkurinn hefur áhrif á tæringu undirlags. Stig 7 hefur 2–3 sinnum lægri undir-tæringarhraða en 2. flokkur fyrir sömu kolefnisþykkt. Veggþykkt veitir hola skarpskyggni; 2,0 mm veggur með 0,10 mm á ári gryfju endist í 20 ár. Vatnsmeðferðarkerfið ætti að innihalda TOC skjá með viðvörun stillt á 0,4 ppm. Virk kolsíun framan við hitara fjarlægir lífræn efnasambönd áður en þau ná heitu yfirborðinu. Reglubundin þrif á hitaranum með 5% sítrónusýru við 60 gráður í 2 klukkustundir fjarlægir kolefnisútfellingar án þess að ráðast á títan.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir 7. stigs títanslíðurhitara í afjónuðu vatni við 90 gráður skaltu halda heildarlífrænu kolefni undir 0,3 ppm í 10- ára endingartíma. Settu TOC greiningartæki á vatnsveitu með viðvörun á 0,4 ppm og samlæsingu sem dregur úr hitarafli eða slekkur á kerfinu ef TOC fer yfir 0,6 ppm. Fyrir núverandi kerfi með TOC yfir 0,5 ppm, bætið við virkjaðri kolefnissíu eða UV oxunareiningu til að draga úr lífrænum efnum. Á meðan á notkun stendur skaltu skoða yfirborð hitarisins árlega; ef dökk kolefnisútfelling er sýnileg, hreinsaðu hitarann ​​með 5% sítrónusýru við 60 gráður í 2 klukkustundir. Með því að stjórna TOC undir 0,5 ppm kemur verkfræðingur í veg fyrir myndun kolefnisútfellingar og undirútfellingar tæringu í háhreinu vatni.