Mikä kloorin enimmäispitoisuus voidaan sietää ilman yli 45 asteen kuoppia?
Jätä viesti
Käänteisosmoosi (RO) -rejektivirrat keskittyvät kaikki kalvon hylkäämät lajit, mukaan lukien kloori, joka on lisätty vastavirtaan biologisen likaantumisen estämiseksi. Tyypillinen RO-rejekti sisältää 10 000–30 000 ppm kloridia, 200–1 000 ppm sulfaattia ja vapaata klooria 0,5–5 ppm. Yli 45 asteen lämpötiloissa korkean kloridin ja jäännöskloorin yhdistelmä luo vakavan pistesyöpymisympäristön luokan 2 titaanille. Vapaa kloori (Cl2) ja hypokloorihappo (HOCl) ovat vahvoja hapettimia, jotka nostavat titaanipinnan sähkökemiallista potentiaalia. Vaikka kohtalainen hapettuminen stabiloi passiivista kalvoa, liiallinen hapettuminen -yhdistettynä suuriin klorideihin- aiheuttaa transpassiivista liukenemista ja pistesyöpymistä. Suurimman siedettävän klooripitoisuuden ymmärtäminen on välttämätöntä RO-hylkäyslämmitinsovelluksissa.
Titaanin{0}}kuormituksen mekanismi
Kloridiliuoksissa titaanin passiivisuus riippuu pintapotentiaalin säilyttämisestä vakaassa ikkunassa. Vapaa kloori toimii katodisena depolarisaattorina ja siirtää sekapotentiaalin positiivisempaan arvoon. Alhaisilla klooripitoisuuksilla (alle 0,5 ppm) tämä muutos lisää passiivisuutta. Kohtuullisilla pitoisuuksilla (0,5–2 ppm) potentiaali tulee transpassiiviselle alueelle, jossa TiO₂-kalvo hajoaa paikallisesti. Kloridi-ionit siirtyvät sitten hajoamiskohtiin muodostaen kuoppia. Suurilla pitoisuuksilla (yli 2 ppm) transpassiivinen liukeneminen muuttuu jatkuvaksi. Kriittinen klooripitoisuus laskee lämpötilan noustessa, koska passiivinen kalvo muuttuu vähemmän stabiiliksi korkeammissa lämpötiloissa.
Kloorin, kloridin ja Pittingin määrällinen suhde
Kontrolloitu testaus synteettisellä RO-hylkeellä (20 000 ppm Cl⁻, 500 ppm SO₄2⁻, pH 7,5) 45 asteessa on määrittänyt seuraavat pistekorkeuskynnykset luokan 2 titaanille:
Vapaata klooria alle 0,3 ppm: Ei kuoppia 2 000 tunnin jälkeen. Pintapotentiaali pysyy passiivisella alueella. Hyväksyttävä jatkuvaan palveluun.
Vapaata klooria 0,3–0,8 ppm: Metastable pistesyöpymistapahtumia esiintyy, mutta kuopat repassoituvat. Ei vakaata pistesyöpymistä 2000 tunnin jälkeen. Hyväksytään vuositarkastuksella.
Vapaata klooria 0,8–1,5 ppm: Vakaa pistesyöpyminen alkaa 200–500 tunnin kuluttua. Suurin kuopan syvyys 0,2 mm 1000 tunnin jälkeen. Marginaalihuolto paksuseinäisillä -putkilla (vähintään 1,5 mm).
Vapaata klooria 1,5–2,5 ppm: Vakaa pistekorvaus alkaa 50–100 tunnin kuluessa. Kuopan etenemisnopeus 0,02–0,05 mm tunnissa. 1,2 mm seinän rei'itys 1-3 kuukaudessa.
Vapaata klooria yli 2,5 ppm: Nopea pistekorko alkaa 24 tunnin sisällä. Kuopan etenemisnopeus ylittää 0,1 mm tunnissa. Ei sovellu millekään titaanilämmittimelle.
Lämpötilan vaikutus kloorin sietokykyyn
Suurin siedettävä klooripitoisuus laskee eksponentiaalisesti lämpötilan myötä:
| Käyttölämpötila | Suurin sallittu vapaa kloori (20 000 ppm Cl⁻) | Suurin sallittu vapaa kloori (5 000 ppm Cl⁻) |
|---|---|---|
| 25 astetta (ilman lämpötila) | 2,5 ppm | 5,0 ppm |
| 35 astetta | 1,8 ppm | 3,5 ppm |
| 45 astetta | 1,2 ppm | 2,5 ppm |
| 55 astetta | 0,7 ppm | 1,5 ppm |
| 65 astetta | 0,4 ppm | 0,8 ppm |
Kloorin hallinta- ja kuoppien estoopas
Seuraava taulukko tarjoaa päätöskehyksen titaanilämmittimien käyttämiselle RO-hylkäysvirroissa klooripitoisuuden ja lämpötilan perusteella:
| RO Hylkäysehto | Suurin turvallinen kloori (ppm) | Suositeltu toimenpide |
|---|---|---|
| Lämpötila<35°C, Cl⁻ <10,000 ppm | 2,0 ppm | Dekloroi 1,5 ppm turvamarginaaliin |
| Lämpötila 35–45 astetta, Cl⁻ 10 000–20 000 ppm | 1,0 ppm | Asenna aktiivihiilen kloorinpoisto ennen lämmitintä |
| Temperature 45–55°C, Cl⁻ >20 000 ppm | 0,5 ppm | Käytä natriumbisulfiittiinjektiota kloorin poistamiseen |
| Temperature >55 astetta, mikä tahansa Cl⁻ | 0,2 ppm | Vältä titaania; käytä PTFE{0}}pinnoitettua tai zirkoniumlämmitintä |
| Ajoittainen toiminta (vain puhdistusjaksot) | 2,0 ppm varten<100 hours/year | Hyväksytään huolto{0}}huuhtelulla |
Klooripitoisuuden ylittävää suunnittelua
Klooria on useissa muodoissa pH:sta riippuen. Vapaa kloori (HOCl + OCl⁻) on aggressiivisempaa kuin yhdistetty kloori (klooriamiinit). Alle 6 pH:ssa HOCl hallitsee ja pistesyöpymisriski on 2–3 kertaa suurempi kuin pH 8:ssa. Bromidi RO-hylkeessä (meriveden tunkeutumisesta) reagoi kloorin kanssa muodostaen hypobromihappoa, joka on yhtä aggressiivinen. Titaanilaatu vaikuttaa kloorin sietokykyyn: Grade 7 (palladium-stabiloitu) nostaa siedettävää kloorirajaa 30–50 %, koska palladium katalysoi katodisia reaktioita ja vähentää anodisen virran tiheyttä. Seinämän paksuus tarjoaa turvamarginaalin; 1,5 mm:n seinä, jossa on 1,2 ppm klooria, voi kestää 2000 tuntia, kun taas 0,9 mm:n seinä rikkoutuu 500 tunnissa.
Tietoisen määrittelyn tekeminen
Kun määrität titaanilämmittimen RO-hylkäyspalveluun yli 45 asteen lämpötilassa, edellytä ylävirran kloorinpoistoa alle 1,0 ppm:n vapaaseen klooriin. Määritä Grade 7 titaani, jos klooripitoisuus on yli 0,5 ppm. Asenna kloorinpoistojärjestelmän alavirtaan kloorimonitori, jonka hälytys on asetettu arvoon 1,0 ppm ja lukitus, joka sammuttaa lämmittimen, jos klooripitoisuus ylittää 1,5 ppm. Mittaa käyttöönoton aikana titaanipinnan korroosiopotentiaali verrattuna hopea-hopeakloridi-referenssielektrodiin. potentiaali yli +0.6V tarkoittaa liikaa klooria, joka vaatii kloorinpoiston säätöä. Olemassa olevien lämmittimien osalta tarkasta pistesyöpyminen neljännesvuosittain käyttämällä väriaineen tunkeutumisainetta. Jos havaitset kuoppia, vähennä klooritasoa 50 % tai korvaa luokan 7 titaanilla. Hallitsemalla jäännösklooripitoisuutta kriittisenä toimintaparametrina insinööri estää pistevaurion korkean -kloridipitoisuuden, lämpimissä RO-rejektivirroissa, joissa titaani muuten olisi hyväksyttävää.
