Pam Mae 316 o Diwbiau Gwresogi Trydan Gwain Dur Di-staen mewn Dolenni Diheintio Sodiwm Hypochlorit ar 30–50 gradd yn Datblygu Ymosodiad Rhingo Dwfn ar Ffin y Tri-Cam O fewn 200 Awr o Wasanaeth Ysbeidiol?

Mae hypoclorit sodiwm (NaOCl) yn cael ei gymhwyso'n gyffredin ar gyfer diheintio mewn systemau trin dŵr trefol, glanweithdra prosesu bwyd a CIP fferyllol (glân{0}}yn-lle). Defnyddir tiwbiau gwresogi trydan yn gyffredin mewn dolenni ailgylchredeg hypochlorit i gadw tymereddau datrysiad yn yr ystod o 30-50 gradd ar gyfer yr effeithlonrwydd diheintio gorau posibl. Fodd bynnag, mae methiannau maes mewn nifer o weithfeydd trin dŵr wedi dangos bod 316 o wainiau dur di-staen yn agored i ymosodiad rhigolio hynod leoledig ar yr aer -hylif-anwedd tri{-ffiniau cam tri mewn 200 i 500 awr o wasanaeth ysbeidiol. Ni welir yr ymosodiad hwn o dan amodau gwlyb parhaus neu gwbl sych. Mae ffin y tri chyfnod, lle mae'r wain yn gadael yr hydoddiant hypochlorit ac yn mynd i mewn i'r gofod anwedd uwchben, yn agored i gyfuniad unigryw o amodau gan gynnwys cylchoedd gwlychu a sychu, cyfoethogi ocsigen trwy gysylltiad ag aer, anweddiad rhywogaethau hypochlorit a chlorid gan achosi crynodiad, a dadelfeniad hypoclorit i nwy clorin (Cl2). Y canlyniad yw cell rydu hunangynhaliol sy'n torri rhigol amgylchiadol i'r wain ar y lefel hylif, gan dreiddio i'r wal yn gyfan gwbl o fewn wythnosau fel arfer. Mae'r astudiaeth hon yn meintioli'r gyfradd cyrydu rhigol ar y ffin tri cham yn y gwasanaeth NaOCl ac yn cyflwyno argymhellion dylunio a gweithredol i osgoi'r dull methiant hwn.

Electrocemeg y Tri-Ffin Cyfnod mewn Datrysiadau o Hypoclorit
Mae hydoddiannau hypoclorit sodiwm yn gynhenid ​​ansefydlog ac yn dadelfennu yn ôl 3NaOCl → 2NaCl + NaClO3 a hefyd 2NaOCl → 2NaCl + O2. Mae dadelfeniad yn cael ei gyflymu tua 30-50oC. Mae'r ffilm denau o hydoddiant hypoclorit sy'n gwlychu'r wain uwchlaw'r lefel hylif swmp ar y ffin tri chyfnod (aer2gwain hylif) yn anweddu'n gyflym, gan ganolbwyntio hypoclorit o 0.5–2.0% clorin hygyrch arferol i gyn uched â 10–15% yn y ffilm anweddu. Mae'r hypoclorit crynodedig yn dadelfennu'n gyflymach i gynhyrchu nwy clorin (Cl₂) sy'n gyrydol iawn i 316 o ddur di-staen ac amgylchedd pH isel sy'n ocsideiddio'n ddwys yn lleol. Ar yr un pryd, mae'r cylchoedd gwlychu a sychu yn atal creu ffilm goddefol sefydlog. Yn ystod rhan sych y cylch mae unrhyw ffilm goddefol sydd wedi'i ffurfio wedi'i sychu a'i dorri. Yn ystod y cyfnod ail-wlychu mae hypoclorit ffres yn ymosod ar y metel agored cyn y gall gorchudd newydd ffurfio.

Mae creu cell awyru gwahaniaethol yn cyflymu'r mecanwaith rhigolio Mae'r arwynebedd o dan y llinell hylif wedi'i ddihysbyddu (gan fod dadansoddiad hypoclorit yn defnyddio ocsigen) tra bod yr haen denau uwchben ffin y tri chyfnod yn ocsigen{-gyfoethog o gysylltiad ag aer. Mae'r ardal gyfoethog mewn ocsigen yn troi'n gathodig ac mae'r metel ychydig oddi tano yn troi'n anodig. Mae'r cerrynt anodig wedi'i leoli yn y llinell hylif ac yn datblygu rhigol sy'n dyfnhau ac yn ehangu dros amser.

Meintoli cyfraddau rhydu rhigol ar y ffin tri cham
Cafodd 316 o samplau gwain dur di-staen (wal 1.5 mm, 12 mm OD, hydoddiant - wedi'i anelio) eu trochi'n rhannol mewn hydoddiant NaOCl clorin 1.0% sydd ar gael (gan ddechrau pH 10.5) ar 40 gradd mewn profion rheoledig, gyda'r lefel hylif ar ganol-hyd. Roedd y prawf yn amrywio rhwng gwresogi (gwain wedi'i bywiogi i dymheredd arwyneb 50 gradd) a segura (dim gwres, bath 40 gradd) ar gylchred 6 awr ymlaen / 6 awr i ffwrdd. Ar adegau roedd y samplau'n cael eu gwirio am ddyfnder rhigol ar y lefel hylif gwreiddiol. Gwerthuswyd dyfnder rhigol gan ddefnyddio trawsdoriad a microsgopeg optegol.

Amser Amlygiad (oriau) Nifer y Cylchoedd Gwlyb-Sych (6 awr yr un)Dyfnder rhigol Uchaf (μm) Lled rhigol (mm) Gostyngiad Trwch Wal yn Groove (o 1.5mm)
0 0 0 0 0 %100 8 (approx.) 45 0.8 3 %{4}} %300 25 210 1.5 14 %{6}}%{7}}%( near perforation)
600 50 880 (tyllog) 3.0 59%
Roedd y gyfradd rhigoli tua 1.5-2.0 um/h o amlygiad, yn weddol gyson ar ôl deor cychwynnol o 50-100 awr. Ar gyfer wal 1.5 mm, yr amser rhagamcanol i drydylliad oedd 600-800 awr (25-33 diwrnod) o dan feicio parhaus. Mewn gwasanaeth maes gydag all-gylchoedd estynedig ac amodau amrywiol, roedd methiant yn aml o fewn 200-500 awr (8-21 diwrnod).

Cymhariaeth â Throchi Parhaus a Ffactorau Eraill
Cynhaliwyd profion rheoli i ynysu'r effaith ffin tri-cyfnod o dan amrywiol sefyllfaoedd. Mae'r ystadegau isod yn dangos nad oes unrhyw ddifrod i'r cyflwr terfyn tri cham o'i gymharu â throchi parhaus (dim beicio sych) ac amlygiad cwbl sych.

Cyflwr Prawf Crynodiad NaOCl (% ar gael Cl 2) Tymheredd ( gradd ) Amser Amlygiad (oriau) Dyfnder Cyrydiad Uchaf (μm) Cyflwr Arwyneb
Wedi'i drochi'n llwyr (dim rhyngwyneb aer) 1.0 40 500 25 Tyllu ysgafn, iwnifform
Wedi'i drochi'n llwyr 1.0 50 (gwain wedi'i chynhesu) 500 45 Pitting, dim grooving
Lefel hylif cyson wedi'i drochi'n rhannol (dim seiclo) 1.0 40 500 180 (ar y llinell hylif) Grooving, llai difrifol
Wedi'i drochi'n rhannol, yn wlyb-beicio sych (cynhesu ymlaen/diffodd) 1.0 40/50 500 620 Rhingo dwfn
Wedi'i drochi'n rhannol, pH wedi'i reoleiddio i 9.5 (fel sodiwm carbonad) 1.0 40/50 500 85 Groovei ysgafn
Wedi'i drochi'n rhannol , carthu nitrogen dros ofod anwedd 1.0 40/50 500 110 Rhingo llai
Dŵr wedi'i drochi'n rhannol, wedi'i ddad-ïoneiddio (dim NaOCl) 0 40/50 500 0 Dim cyrydiad
Ffactorau hollbwysig yw presenoldeb hypochlorit, presenoldeb rhyngwyneb hylif anwedd, beicio sych gwlyb, a mynediad ocsigen i'r gofod anwedd. Mae dileu unrhyw un o'r ffactorau hyn yn lleihau rhigolau o gymhareb o 3-7.

Effaith Cemegau ar Gyfradd Grooving
Mae cyfradd y grooving yn eithaf sensitif i'r crynodiad clorin sydd ar gael yn yr hydoddiant hypoclorit. Mae crynodiadau uwch yn arwain at ddadansoddiad cyflymach o hypoclorit, mwy o gynhyrchu nwy clorin, a chrynodiad anweddu mwy ymosodol. Arweiniodd profion ar 40 gradd gyson gyda chylchoedd sych gwlyb 6-awr a chyfanswm datguddiad o 500 awr at y berthynas ganlynol:

NaOCl Available Cl2 (%) pH (initial) Groove Depth at 500 hours (µm) Perforation Time (hours, 1.5 mm wall) Vapour Space Cl2 Odour Observed 0.1 10.0 45 >5000 (heb ei gyflawni)Dim 0.5 10.3 180 2500 Ysgafn 1.0 10.5 620 600-800 Cryf 2.0 11.0 1050 (tyllog < 500 awr) 300-400 Cryf iawn
1.0 gyda sborionwr clorin (thiosulffad, 10 ppm) 10.5 85 2800 Na
Yr amser tyllu a ragwelir ar gyfer rhigolio mewn dolenni diheintio dŵr yfed nodweddiadol gyda 0.5-1.5 % NaOCl yw 2-8 wythnos ar gyfer 316 o wain. Mae presenoldeb thiosylffad i bob pwrpas yn defnyddio clorin rhydd ac yn osgoi rhigolio ond gall leihau effeithlonrwydd diheintio.

Enghreifftiau o fethiannau maes mewn gweithfeydd trin dŵr
Dangosodd adolygiad o 23 o gyfleusterau trin dŵr trefol gan ddefnyddio 316 o wresogyddion amgaeedig dur gwrthstaen mewn dolenni ailgylchredeg NaOCl (0.5–1.2% ar gael Cl₂, 35–45 gradd , gweithrediad pwmp ysbeidiol gyda chylchoedd sych gwlyb bob 4-12 awr) y patrymau methiant canlynol:

Patrwm Gweithredu'r Cyfleuster Bras Gwlyb -Cylchoedd Sych fesul DayGroove Tynnu Amser Diffiniedig
Planhigyn A (1.2 % NaOCl) Ailgylchrediad parhaus, lefel gyson 0 (dim beicio) 8-12 mis (dim rhigol, tyllu yn unig)
Planhigyn B (1.0% NaOCl) Ysbeidiol, 6 awr ymlaen / 6 awr i ffwrdd, lefel yn amrywio 2 18 d
Planhigyn C (0.8% NaOCl) Ysbeidiol, 8 awr ymlaen / 16 awr i ffwrdd, lefel yn amrywio 1.5 25 diwrnod
Planhigyn D (0.5% NaOCl) Ysbeidiol, pympiau bob 4 awr, lefel yn gostwng rhwng cylchoedd 6 12 diwrnod
Planhigyn E (0.5% NaOCl, lefel hylif a reolir gan falf arnofio) Gwresogi ysbeidiol, ond dim beicio lefel 0 (dim newid lefel) 6 mis (dim rhigol)
Mae planhigion A ac E yn awgrymu bod cadw lefel hylif sefydlog (dim cylchrediad sych gwlyb ar wyneb y wain) yn fwy arwyddocaol na chael crynodiad uchel o hypoclorit i atal rhigol. Nid oedd crynodiad yn effeithio ar gyfradd methiant gweithfeydd ag amrywiadau lefel neu weithrediad swp lle'r oedd y gwresogydd yn agored yn ystod cylchoedd draeniau.

Dylunio a Strategaethau Gweithredol i Atal Trin Cam Tri
Mae tri datrysiad peirianyddol yn cael eu defnyddio i liniaru neu leihau'n sylweddol groovio tri-cyfnod yng ngwasanaeth NaOCl. Y ffordd fwyaf sicr yw cadw'r gwresogydd yn gyfan gwbl o dan ddŵr bob amser. Dyluniwch y tanc neu'r ddolen gydag isafswm lefel hylif uwchben top yr elfen wresogi. Darparwch switsh torri allan lefel isel sy'n dad-yn egnioli'r gwresogydd pan fydd lefel yr hylif yn disgyn o dan ben y wain.

Yr ail yw cadw'r hylif ar lefel unffurf yn annibynnol ar weithrediad y pympiau neu'r gwresogyddion, a thrwy hynny osgoi beicio sych gwlyb pan nad oes digon o hylif i gael ei foddi'n llwyr. Mae cored gorlif lefel gyson neu falf rheoli lefel yn atal yr arwyneb hylif rhag teithio dros wyneb y wain.

Mae'r trydydd dull ar gyfer systemau pan na ellir atal amrywiad lefel. Gosodiad llorweddol y gwresogydd, nid fertigol. Pan fydd y tiwb yn llorweddol, dim ond llinell sengl ar frig y tiwb yw ffin y tri cham yn lle cylch cyfan. Hefyd nid yw'r rhigol a ffurfiwyd ar y brig yn cyrraedd y ffin bwysau mor gyflym. Ar ben hynny, gellir adeiladu tiwb llorweddol gyda'r elfen wresogi wedi'i lleoli'n ecsentrig tuag at y gwaelod, fel nad yw top y wain yn cael ei gynhesu'n uniongyrchol, gan ostwng y tymheredd lleol ar y ffin tri cham.

Eilyddion ar gyfer Gwasanaeth Hypochlorite
Os oes angen 316 o ddur di-staen, ond ni ellir osgoi amlygiad tri cham, yna mae rhywfaint o fantais i uwchraddio'r deunydd gwain. Nid oes unrhyw ddur di-staen cyffredin sy'n wirioneddol wrthsefyll y cyflwr hypoclorit tri cham.

Deunydd Gwain Dyfnder rhigol ar 500 awr, 1% NAOCl, 40 gradd , gwlyb -beicio sych (um)Cost Cymharol (yn erbyn 316) Argymhellir
316 Dur Di-staen 620 1.0 Na (methiant cyflym)
904L (UNS N08904) 280 2.5 Ffin
Alloy 825 (UNS N08825) 120 4.0 Derbyniol gyda rheolaeth ar lefelau
Titaniwm Gradd 2<10 2.2 Yes (very good)
Titaniwm Gradd 7<5 2.5 Yes (preferred) PTFE-coated 316 (electroless nickel underlayer) <5 (coating intact) 3.0 Yes, but danger of coating deterioration
Mae Titaniwm Gradd 2 neu Radd 7 yn gallu gwrthsefyll ymosodiad hypoclorit ar dymheredd hyd at 70 gradd ac mae'n oddefol hyd yn oed o dan amgylchiadau tri cham. Dangosodd data maes o waith prosesu bwyd lle disodlwyd 316 o wain â thitaniwm gradd 2 mewn dolen NaOCl CIP 0.8% nad oedd unrhyw grooving na thyllu ar ôl 24 mis o weithredu ysbeidiol lle roedd 316 o wain yn methu bob 3-4 wythnos yn flaenorol.

Iaith Manyleb Gwresogydd Dolen Hypochlorit
Wrth brynu tiwbiau gwresogi trydan ar gyfer gwasanaeth sodiwm hypoclorit lle mae unrhyw bosibilrwydd o gylchred sych gwlyb neu amrywiad lefel, dylai peirianwyr ofyn am ddeunydd gwain titaniwm Gradd 2 neu Radd 7 o leiaf. Pan ddefnyddir 316 o ddur di-staen mewn system bresennol, rhaid ymgorffori'r gofynion gweithredu canlynol: (a) Rhaid cynnal y lefel hylif uwchlaw'r elfen wresogi uchaf bob amser trwy gyfrwng system rheoli lefel; (b) Rhaid darparu switsh torri allan lefel isel, wedi'i gyd-gloi â chyswllt y gwresogydd i ddad-fywiogi'r gwresogydd os yw'r lefel yn disgyn yn is na'r lleiafswm diogel; (c) Rhaid i'r system gael ei dylunio ar gyfer gweithrediad parhaus gyda lefel gyson yn hytrach nag ar gyfer gweithrediadau swp-ddraenio a-lenwi; (d) Rhaid i'r wain gael ei harchwilio ar y lefel hylif yn fisol ar gyfer rhigolau trwy fesur trwch ultrasonic neu archwiliad gweledol trwy wydr golwg. Ar gyfer gosodiadau newydd gyda chynnwys hypoclorit dros 0.2% ar gael Cl 2 a thymheredd dros 35 gradd, nodwch ddeunydd gwain titaniwm Gradd 7 a chyfeiriadedd gwresogydd llorweddol. Mae ffin tri cham y gwasanaeth hypochlorit yn cyflwyno amgylchedd micro ymosodol unigryw sy'n sylfaenol wahanol i un ai trochi llawn neu amlygiad cyfnod anwedd. Gall peirianwyr sy'n deall hyn ddewis y deunyddiau a'r dyluniad system priodol i osgoi'r methiant rhigol cyflym sy'n nodweddiadol o'r cais hwn.