Mikä suurin bromidipitoisuus 80 asteen vaipan lämpötilassa laukaisee 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken syöpymisen, kun läsnä on 200 ppm kloridia
Jätä viesti
Synergistinen halogenidivaikutus: Bromidi pisteytyskiihdyttimenä
Bromidilla on epätavallisen aggressiivinen rooli pistekorroosion estämisessä 316 ruostumattomalla teräksellä päällystetyssä sähkölämmitysputkessa, jotka on upotettu sekä kloridi- että bromidi-ioneja sisältävään veteen, kuten suolaveteen, murtoveteen tai teolliseen jäähdytysveteen, joka on käsitelty bromi{1}}pohjaisilla biosideilla. Kloridi on hyvin tunnettu-pisteiden muodostusaine, mutta bromidi voi kuitenkin vähentää 316:n pistesyttymispotentiaalia ja nopeuttaa pisteen muodostumisen alkamista jopa pitoisuuksilla, jotka ovat 10–100 kertaa alhaisemmat kuin kloridi. Lisäämällä niinkin vähän kuin 10 ppm bromidia veteen, joka sisältää 200 ppm kloridia, pistekorvausinduktioaika lyhenee 50-70 % vaipan lämpötilassa 80 astetta. Synergistinen vaikutus on pistesyöpymisen synnyttäminen kloridipitoisuuksilla, joissa 316 olisi passiivinen bromidiannoksilla yli 50 ppm. Tämä työ laskee bromidin kynnyspitoisuuden pistekorjauksen alkamiselle 316 vaippalle sekahalogenidiympäristöissä.
Bromidin{0}}aiheuttaman Pittingin synergismimekanismi
Bromidi-ionit ovat suurempia ja polarisoituvampia kuin kloridi-ionit, joten ne voivat adsorboitua voimakkaammin passiivikalvon pinnalle. Kromioksidipinnoite tuhoutuu adsorption jälkeen muodostamalla liukoisia bromi{1}}komplekseja. Pelkästään bromidi on kuitenkin vähemmän tehokas pisteenpoistoaine kuin kloridi samoilla pitoisuuksilla, koska sen suurempi koko vähentää sen liikkuvuutta kasvukuopissa. Synergia saadaan, kun molemmat halogenidit ovat läsnä: kloridi muodostaa aggressiivisen ympäristön kuopan sisällä (korkea pitoisuus, korkea liikkuvuus, alhainen pH) ja bromidi vähentää passiivisen kalvon hajoamispotentiaalia, jolloin kuopat alkavat huomattavasti pienemmillä kokonaishalogenidipitoisuuksilla. 316:n pistekorkeuspotentiaali (E_pit) kloridi{7}}sekaliuoksissa on lineaarinen: E_pit=E_0 - k_Cl × log[Cl⁻] - k_Br × log[Br⁻], jossa k_Br on noin 3-5 kertaa, mikä tarkoittaa, että jokainen bromi on 5 kertaa suurempi kuin k_Cppl haitallista kuin jokainen kloridippm pistesyöpymisvastuksen vähentämisessä.
Mitatut kynnysarvot 80-asteisessa kloridi-{0}}bromidivedessä
Seuraavat pistesyöpymisen alkamisrajat on määritetty kontrolloiduilla potentiostaattisilla testeillä ruostumattomalla teräksellä 316 (sähkökiillotettu pinta) 200 ppm kloridiliuoksissa eri bromidipitoisuuksilla 80 °C:ssa 1 000 tunnin kuluttua.
Bromidipitoisuus (ppm) Kloridipitoisuus (ppm) Halogenidin kokonaismäärä (ppm) Pistojen muodostumisen alkamisaika (tuntia, 80 astetta) Suurin kuoppasyvyys 1000 tunnin jälkeen (µm) Rei'itysaika (1,5 mm:n seinämä) Suositus 80 asteen huoltoon<1 200 <201 >10,000 <10 >30 yearsYes 1-5 200 201-205 5,000-10,000 10-30 15-30 years Yes 5-10 200 205-210 2,500-5,000 30-60 8-15 yearsAcceptable with supervision 10-20 200 210-220 1,000-2,500 60-120 4-8 years Marginal 20-30 200 220-230 500-1,000 120-200 2-4 yearsUnacceptable Unacceptable 200-500 200-350 1-2 years 200 230-250 30-50 100-200 350-600 6-12 months 200 250-300 50-100 >Not recommended100 200 >300 <100 >600 <6 months Unacceptable
Kuinka lämpötila vaikuttaa bromidin aggressiivisuuteen
Bromidin aiheuttamat vahingot kasvavat nopeasti lämmön mukana. Viiden vuoden käyttöiän aikana suurin sallittu bromidin pitoisuus on noin 50 ppm (200 ppm Cl⁻) 60 asteessa. 80 C:ssa se laskee 10-15 ppm:iin. Pisteitä havaitaan 90 asteessa 2-3 vuodessa jopa 5 ppm bromidilla.
Lämpötila ( aste ) Bromidin maksimi 5- vuoden käyttöikä (200 ppm Cl- läsnä, ppm) Suositeltu toimenpide
50 > 100 (ääretön)60 50 Ei erityistoimia 70 25 Hyväksyttävä 80 12 Vähennä bromidin määrää tai paranna seosta 90 5 316 marginaalinen; päivitä duplex 100:aan<2 316 unsuitable
Käytännön vedenlaatukriteerit bromidipalvelulle
316-vaippaisille lämmittimille vesissä, jotka sisältävät sekä klorideja että bromideja, seuraavat standardit pätevät mitatuille bromidimäärille.
Bromidipitoisuus (ppm) Kloridipitoisuus (ppm) Vaipan enimmäislämpötila ( aste ) 5 vuoden käyttöiän suositeltavalle materiaalille<5 <500 90 316 (electropolished) 5-10 <300 85 316L with monitoring 5-10 300-500 75 316L marginal; consider duplex
10-25 <200 75 Duplex 2205 10-25 200-500 65 Duplex 2205 25-50 <200 65 Duplex 2205 or Alloy 825 >50 Mikä tahansa titaani tai metalliseos C-276
Bromidin aiheuttaman pistekentän tunnistus
Bromidi-synergiakuopat ovat usein puolipallon muotoisia ja niissä on sileät, loistavat sisäpinnat, sen sijaan, että kristallografiset puolet näkyvät 316:n kloridi-ainoastaan kuoppissa. Kuopan tiheys on usein suurempi (10-50 kuoppaa/cm2) kuin kloridin{{9}{1}13 kuoppaa/kuoppaa (vain 2}10/13). Kuopissa olevien korroosiotuotteiden energiaa hajottava röntgenspektroskopia (EDS) paljastaa usein sekä klooria että bromia. Lämmittimille, jotka epäonnistuvat varhain vedessä, jossa on kohtalaista kloridia (200-500 ppm), mutta yllättävän alhainen kokonaishalogenidipitoisuus, bromidi on arvioitava. Monet bromipohjaisia biosideja (esim. BCDMH) käyttävät vedenkäsittelylaitokset säilyttävät bromijäännöspitoisuudet, jotka muuttuvat bromi-ioneiksi desinfioinnin jälkeen.
Johtopäätös: Bromidin - hallitseminen näkymättömän pisteen aiheuttaman uhan uhkana
For 316 stainless steel encased heaters in 80°C water with 200 ppm chloride, pitting initiation time is reduced from >10 000 tunnista 1 000 -2 500 tuntiin yli 10-15 ppm bromidipitoisuuksilla, mikä johtaa perforaatioon 2-4 vuodessa. Jokainen ppm bromidia on noin kolmesta viiteen kertaa haitallisempi kuin vastaava ppm kloridia. Kun määritetään 316 vaippaa suolaveteen, murtoveteen tai biosidikäsitellyyn jäähdytysveteen, insinööreillä on oltava bromidianalyysi ja kloriditestit. Bromidille > 10 ppm on suositeltavaa päivittää duplex 2205 tai sähkökiillotettu 316L pienemmällä tehotiheydellä. Tässä ehdotetun kehyksen avulla ostajat voivat korreloida bromidipitoisuuden kvantitatiivisiin pisteenpoiston alkamisaikaan ja siten löytää ja lieventää tätä usein piilotettua synergistiä sekahalogenidilämmityspalvelussa.
