Millä erityisellä pH:n ja vapaan kloorin yhdistelmällä 316 litran lämmittimen vaippa 1 000 ppm:ssä kloridivedessä 50 asteessa siirtyy pistesuojauksesta nopeaan perforaatioon kahdessa vuodessa

The Warm Chloride Service Desinfiointiaine Accelered Pitting Limit

For 316L stainless steel sheathed electric heating tubes used in warm (50°C) chloride-containing water with residual chlorine disinfection-such as municipal hot water return lines, treated industrial effluents, or swimming pool heat exchangers-the combination of free chlorine (HOCl/OCl⁻) and pH dramatically accelerates pitting compared to chloride alone. At 50°C, 1000 ppm chloride is typically in the passive range for 316L (no pitting expected for >10 years). Free chlorine additions of 1-3 ppm, however, alter the pitting potential to more negative values and at pH values below 7.0 (where HOCl is the dominant species), pitting can commence within 6-12 months and perforate a 1.5 mm wall within 2 years. The crucial combination for 2-year perforation is: free chlorine >1,5 ppm ja pH<7.0 at 50 °C. OCl- is less aggressive - even 3 ppm free chlorine at pH >8.0 is tolerated. Pitting occurs 1-3 years at pH 7.0-7.5 and chlorine >2 ppm. Artikkelissa arvioidaan pH--kloori-rei'itysaikayhteyttä 316 litran kuorille lämpimässä kloridivedessä.

Kloori{0}}Indusoitu Pitting Mechanism -kiihtyvyys

Vedessä oleva vapaa kloori on läsnä hypokloorihappona (HOCl) pH:ssa<7.5 and hypochlorite ion (OCl^-) at pH >7.5 HOCl on vahvempi ja tehokkaampi hapetin ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin passiivikalvoihin. 316L pinta kuumennetussa kloridivedessä heikentää paikallisesti passiivikalvon kloridin adsorptiota. Kloorin lisäys aiheuttaa merkittävän katodisen reaktion (HOCl + 2H + 2e → Cl + HO) , joka työntää korroosiopotentiaalin (avopiirin potentiaali, OCP) korkeampiin (jalompiin) arvoihin. Vakaat kuopat alkavat, kun OCP on korkeampi kuin pistepotentiaali (Epit). 316L:n epitti 1000 ppm:ssä Cl- on noin +200 - +300 mV Ag/AgCl:a vastaan ​​50 asteessa. Kloori lisää OCP:tä -50 arvosta +150 mV arvoon +250 arvoon +400 mV pitoisuudesta ja pH:sta riippuen. pH:ssa<7.0 the OCP can be higher than Epit and spontaneous pitting occurs.

Määrällinen pH-Kloori-Perforaatioaika 50 ºC:ssa, 1000 ppm Cl-

Kontrolloidut upotustestit ovat määrittäneet 316 litran (elektronioitu, Ra{1}} µm) pistesyötön alkamis- ja rei'itysajat 1000 ppm Cl- vedessä 50 asteessa eri vapaan kloorin ja pH:n kanssa.

Vapaa kloori (ppm Cl2:na) pH (50 asteessa) Hallitseva laji OCP (mV vs. Ag/AgCl) Epit (mV vs. Ag/AgCl) Pistojen muodostumisen alkamisaika (kk) Rei'itysaika (1,5 mm seinä, kuukautta) Yhteensä 2 vuoden rei'itysriski 0 Suositeltu palveluaste 0<0.1 6.5-8.0 None -50 to +50 +200 to +300 >60 >120 None Yes 0.5 7.5-8.0 OCl⁻ +50 to +100 +220 to +300 >48 >96 Ei mitään Kyllä 0.5 6.5-7.0 Sekalaista +100 - +150 +210 - +280 36-48 72-96 Matala Kyllä 1.0 7.5-8.0 OCl⁻ +80 - +130 +210 - +280 36-60 72-120 Matala Kyllä 1.0 7.0-7.5 Sekalainen +120 - +180 +200 - +260 24-36 48-72 Kohtalainen Hyväksytään
1.0 6.5-7.0 HOCl hallitseva +160 - +220 +190 - +250 12-24 24-48 Korkea marginaali 1.5 7.5-8.5 OCl- +100 - +160 +200 - +270 30-48 60-96 Matala-Kohtalainen Hyväksyttävä 1.5 7.0-7.5 Sekalainen +150 - +220 +180 - Korkea +250 12-24 24-48
1.5 6.5-7.0 HOCl +200 - +280 +170 - +230 6-12 12-24 Vaikea Ei 2.0 7.5-8.5 OCl - +120 - +190 +190 - +260 24-36 48-72 Keskinkertainen Hyväksyttävä seurannassa 2.0 7.0-7.5 Sekalainen +190 - +260 +170 - +230 8-16 16-32 Korkea Ei suositella {{} -{1} HOCl - {1} +210 3-6 6-12 Vaikea Ei 3.0 7.5-8.5 OCl - +150 - +230 +180 - +250 18-30 36-60 Kohtalainen marginaalinen 3.0 7.0-7.5 Sekalainen +230 - +320 +160 - +220 5-10 10-20 Korkea-Vakava No3.0 Kaikki HOCl/OCl}} > +200 > {{2}<3 <6 Very severe No
Kynnyslämpötilan riippuvuus

Korkea lämpötila alentaa kriittistä klooripitoisuutta pistekorvausta varten.

Lämpötila ( aste ) pH 7,5 (OCl- hallitseva) pH 7,0 (sekoitettu) Maksimi kloori 5 vuoden käyttöikä pH 7,5 (ppm) Max kloori 5 vuoden käyttöikä pH 7,0 (ppm) 30 1.5 1.0 2.5 1.5 40 1.5 1.0 2.2 1.2 50 1.0-1.5 0.8-1.0 1.5-2.0 1.0 60 1.0 0.5-0.8 1.2 0.8 70 0.5-0.8 0.3-0.5 1.0 0.5
Käytännön suosituksia lämpimän kloridi{0}}klooripalveluun

Seuraavat pH:n ja kloorin säätövaatimukset koskevat 316 litran vaipallisia lämmittimiä 50-asteisessa vedessä, jossa on 1000 ppm kloridia ja vapaata kloorijäännöstä.

Palvelutyyppi pH-alue Suurin vapaa kloori (ppm) Lämmittimen odotettu käyttöikä (v) Suositeltu toimenpide
Kunnallinen kuuma vesi (stabiili pH) 7.5-8.5 1.5 5-8 Hyväksyttävä
Kunnallinen (pH 7,0-7,5) 7.0-7.5 1.0 5-8 Hyväksyttävä
Kunnallinen (pH 7,0-7,5) 7.0-7.5 1.5-2.0 2-4 Ei suositella
Uima-allas (pH 7,2-7,8) 7.2-7.8 1.0-1.5 3-5 Marginaali (näyttö)
Teollisuusjäähdytys (pH 6,5-7,5) 6.5-7.5 0.5 5-10 Edellyttää pH:n säätöä
Mikä tahansa pH-arvo<7.0 <7.0 <0.5 5-10 Increase pH or dechlorinate
Any >8.5 >8.5 <3.0 5-8 Acceptable (scale risk)
Kloorilla kiihdytetty kenttäpistekorroosio

Pitting of a 316L heater in heated chloride water (500–1,500 ppm Cl-) with chlorine residual is normally characterised by small (0.2–1.0 mm diameter), numerous (10–50 pits per cm2) and uniformly distributed pits. The pits are frequently rimmed by a bright cathodic ring with a dark brown or black center (manganese oxide from breakdown of inclusions). Water chemistry records will indicate free chlorine >1-2 ppm ja pH<7.0-7.5. The fix is to elevate pH to 7.5-8.5 with sodium hydroxide, remove chlorine to 1 ppm or upgrade to titanium or Alloy 625.

Johtopäätös: pH:n ja kloorin hallinta nopean pisteen muodostumisen estämiseksi

Free chlorine at >1-1,5 ppm pH:ssa<7.0-7.5 produces pitting commencement in 6-12 months and perforation in 2 years for 316L stainless steel heater sheaths in 50°C water with 1,000 ppm chloride. At pH >7.5-8.0, 2-3 ppm chlorine can be tolerated, because OCl- is less aggressive. Engineers specifying 316L sheaths for warm chlorinated systems must maintain pH >7,5 (ihanteellisesti 7,8-8,2) ja vapaata klooria<1.5 ppm for 5 years life. If chlorine >2 ppm tai pH<7.0 cannot be avoided duplex 2205 or titanium upgrade is necessary. The methodology given here relates pH, free chlorine concentration and pitting perforation time at 50°C in 1,000 ppm chloride and allows buyers to define water treatment schemes that prevent disinfectant-accelerated pitting failure.