O dan Ba ​​Gyfuniad Penodol o Fynegai pH a Dirlawnder Y Mae 316 Gwain Gwresogydd Dur Di-staen yn Datblygu Graddfa Calsiwm Carbonad Sy'n Achosi Dan-Cydrydiad Adneuo ar 90 gradd

Y Trothwy Graddio o Amddiffynnol i Gyrydol

For 316 stainless steel encased electric heating tubes immersed in hard water at 90°C, the precipitation of calcium carbonate scale on the sheath surface is not a simple thermal insulation problem-it can also lead to localised corrosion referred to as under-deposit corrosion (UDC). At high supersaturation (Langelier Saturation Index, LSI, between 0.5 and 1.5), the scale layer is thin (20-100 µm) and porous, so that corrosive species (chlorides, oxygen) can reach the metal surface below the scale, generating a differential aeration cell that speeds up pitting. At high supersaturation (LSI >2.0) scale is thick (>200 µm) a symudiad ocsigen atal parhaus yn gyfan gwbl a ffurfio haen llonydd cyrydol iawn. Nid oes unrhyw ffurf ar raddfa o dan LSI 0.5, ac mae 316 yn oddefol. Y cyfuniad allweddol ar gyfer UDC yw pH 7.5 i 8.5 (lle mae ecwilibriwm carbonad bicarbonad yn ffafriol ar gyfer cynhyrchu ar raddfa) a LSI 0.8 i 1.8. Mae'r papur hwn yn cyfrifo'r trothwyon pH-LSI ar gyfer cyrydiad o dan-ar wainiau 316 ar 90 gradd .

Mecanwaith o Dan-Corydiad Adneuo

Pan fydd graddfa calsiwm carbonad mandyllog yn ffurfio ar 316 o ddur di-staen mewn dŵr poeth, mae'r metel o dan y raddfa yn dod yn newynu ocsigen oherwydd bod ocsigen yn mynd trwy'r raddfa a'r haen llonydd yn araf. Mae'r rhannau rhydd o raddfa (os oes rhai) neu'r ardaloedd ychydig y tu allan i'r raddfa wedi'u ocsigenu'n llawn gan ffurfio cell awyru gwahaniaethol, y metel difreintiedig o dan y raddfa yw'r anod a'r metel noeth llawn ocsigen yw'r catod. Mae ïonau clorid yn llifo i'r ardal anodig i gadw niwtraliaeth gwefr ac mae pH isel o hydrolysis metel o dan y raddfa yn atal aildrosglwyddiad. Gall y gyfradd cyrydu gyrraedd 0.5-2 mm y flwyddyn, sy'n debyg i gyfradd y cyrydiad gweithredol mewn asid. Efallai y bydd y raddfa ei hun yn cael ei gadael, ond mae'r metel oddi tano yn hydoddi, gan ffurfio ceudod sy'n tyllu'r wain.

Trothwyon meintiol ar gyfer cyrydiad o dan-adneuo ar 90 gradd

Mae'r cyfuniadau LSI pH- sy'n achosi rhydu tanddaearol mewn 1,000 o oriau wedi'u pennu ar gyfer 316 o wain (Ra=0.4 µm) mewn dŵr caled synthetig (caledwch CaCO3 300 ppm, alcalinedd 200 ppm, 200 ppm Cl-, pH , wedi'i addasu, fflwcs 90 5C).

Mynegai Dirlawnder Langelier (LSI) pH ar raddfa 90 gradd (amcangyfrif) Trwch Graddfa (ar ôl 1,000 o oriau) (micronau) Mandylledd Graddfa (%) O dan-Cyfradd Cyrydiad Adneuo (mm/yr)Amser Hyd Trydylliad (wal 1.5 mm) Argymhellir<0 (undersaturated) <7.0 No scale N/A 0.02 (no UDC) >75 mlynedd Ydy 0-0.5 7.0-7.5 0-20 Amh 0.02-0.05 30-75 mlynedd Ydw
0.5-0.8 7.5-7.8 10-30 30-50 %0.05-0.10 15-30 mlynedd Derbyniol
0.8 i 1.2 7.8 i 8.1 20 i 50 20 i 30% 0.10 i 0.25 6 i 15 mlynedd Ymylol 1.2-1.5 8.1-8.4 30-80 10-20 % 0.25-0.50 3-6 mlynedd Heb ei gynghori
1.5-1.8 8.4-8.7 50-120 5-10 %0.50-1.00 1.5-3 mlynedd Ddim yn dderbyniol
1.8-2.0 8.7-8.9 80-150 <5% 0.20-0.40 (protective scale) 4-8 years (limited UDC) Transition2.0 >8.9 >150 <3% (dense) <0.05 (sealed, no UDC) >30 mlynedd (ond risg o orboethi) risg o orboethi, nid UDC
Dylanwad clorid ar ddwyster cyrydiad o dan-adneuo

Mae UDC yn cael ei gyflymu'n sylweddol gan grynodiad clorid. Mae dylanwad clorid ar y trothwy LSI critigol ar gyfer UDC ar 90 gradd i'w weld yn y tabl isod.

Crynhoad Clorid (ppm) Trothwy LSI i Gychwyn CDU (oes 5 mlynedd) Uchafswm LSI a Ffefrir am Oes 5 Mlynedd Cam Gweithredu a Argymhellir<50 >1.5 1.8 Scale inhibitor acceptable 50-100 >1.2 1.5 Scale inhibitor preferred 100-200 >1.0 1.2 Mae angen meddalu neu atalydd
200-500 >0.8 1.0 Water softening strongly recommended >500 >0.5 0.8 Mae angen meddalu; ystyriaeth uwchraddio
Manylebau Cemeg Dŵr Atal CDU Ymarferol

Er mwyn osgoi rhydu o dan-, argymhellir y meini prawf cemeg dŵr canlynol ar gyfer 316 o wresogyddion gwain ar 90 gradd:

Langelier Saturation Index (LSI): keep below 1.0 (goal 0.5-0.8) if chloride is >200 ppm; cadwch o dan 1.2 os yw clorid yn 100-200 ppm; cadwch o dan 1.5 os yw clorid<100 ppm

pH @ 90C: Cynnal 7.0 - 7.8 (PH is=llai o raddfa, mwy o berygl cyrydiad cyffredinol PH uwch=ar raddfa fwy, mwy o risg o UDC)

Alcalinedd: Llai na 200 ppm fel CaCO3 i leihau'r potensial ar gyfer datblygiad ar raddfa

Atalydd graddfa - ychwanegu 2-5 ppm phosphonate neu polyacrylate os yw LSI > 1.0

O dan-Diagnosis Maes Cyrydiad Adneuo

Mae UDC o dan raddfa calsiwm carbonad yn arwain at geudodau hemisfferig nodweddiadol ar wyneb y wain, fel arfer 2-10 mm mewn diamedr, gyda'r raddfa yn dal i fod ynghlwm neu wedi'i thynnu'n rhannol. Mae tynnu'r raddfa yn amlygu arwynebau metel llachar, sgleiniog, wedi'u pistyllu, yn hytrach na'r arwyneb diflas, graddedig. Yn aml mae gan y pyllau ymylon tandor lle mae'r cyrydiad wedi symud yn ochrol o dan y raddfa. Yn achos adeiladu ar raddfa-i fyny â gwresogyddion sy'n methu ond dim tystiolaeth o osod maint-rhannau rhydd, dylid ystyried UDC. Mae dadansoddiad graddfa yn ôl diffreithiant pelydr X-fel arfer yn dangos calsit neu aragonit (CaCO₃), weithiau wedi'i gyfuno â chynhyrchion cyrydiad (Fe₂O₃, Fe₃O₄). Yr ateb yw lleihau LSI (trwy leihau pH neu feddalu dŵr) neu ychwanegu atalydd graddfa sy'n newid siâp y grisial i raddfa nad yw'n glynu.

Casgliad: Rheoli LSI a pH i Osgoi Tan-Cydrydiad Adneuo

316 o wresogyddion dur di-staen wedi'u gorchuddio mewn dŵr caled 90 gradd. Mae ffurfio graddfa calsiwm carbonad mandyllog, sy'n sefydlu celloedd awyru gwahaniaethol, yn digwydd pan fo Mynegai Dirlawnder Langelier (LSI) rhwng 0.8 a 1.8 a pH rhwng 7.5 a 8.5 . Uwchben LSI 1.8 mae'r raddfa'n drwchus ac yn amddiffynnol yn erbyn UDC (er y gall gorboethi fod yn broblem). Ar LSI < 0.8, nid yw UDC yn cael ei sbarduno gan greu graddfa. Rhaid cyfrifo'r LSI ar y tymheredd gweithredu. Mewn gwasanaethau dŵr caled rhaid i beirianwyr sy'n nodi 316 o wain gadw'r LSI o dan 1.0 pan fo clorid yn fwy na 200 ppm neu gynnwys atalyddion graddfa sy'n effeithio ar forffoleg graddfa. Mae'r fethodoleg a roddir yma yn darparu cysylltiad rhwng pH, LSI a chyfraddau mesuradwy o UDC, sy'n galluogi cwsmeriaid i ddewis cemeg dŵr a fydd yn atal cyrydiad lleol a achosir gan raddfa.