Који је максимално дозвољени укупни органски угљеник (ТОЦ) у дејонизованој води на 90 степени који грејач титанијумског омотача 7 степена може да толерише а да не трпи корозију од пиролизованог угљеника?

Укупни органски угљеник (ТОЦ) у системима дејонизоване воде може се приписати разградњи јоноизмењивачких смола, расту биофилма или контаминацији напојне воде, посебно на 90 степени. У таквој води, органска једињења пиролизују на загрејаној површини грејача од титанијумског омотача 7. остављајући угљени талог. Ова наслага формира пукотине и испод{4}}наслаге галванске ћелије. Слој угљеника је проводљив и катодан према титанијуму, што изазива анодно растварање титанијума испод. Максимални дозвољени ТОЦ да би се избегла корозија недовољног талога је 0,5 ппм (500 ппб). Изнад овог прага пиролизована наслага угљеника се формира у року од 500-1000 сати, дајући стопе питтинга од 0,05-0,20 мм/годишње.

Пиролитичко формирање наслага угљеника и механизам корозије под талогом

Органски молекули у води подлежу термичкој деградацији (пиролизи) на загрејаној површини титанијума на 90 степени. Реакција доводи до стварања аморфног угљеника и испарљивих производа. Талог угљеника је у почетку танак, али временом расте. Талог је електрохемијски племенит за титанијум и електрично проводљив. У депозиту се троши кисеоник, а хлорид (из нечистоћа у траговима) се концентрише. Анодна и раствара титанијум испод угљеника. Велика површина угљеника је катода и долази до брзе локализоване корозије. Паладијум у титанијуму 7 степена не спречава таложење угљеника, али може да смањи стопе корозије испод -наноса након формирања наслага.

Квантитативно формирање наслага угљеника и питинг у односу на укупни органски угљеник

Показало се да титанијум 7. степена делује на следећи начин када се тестира у контролисаној де{1}}ионизованој води (18 МΩ·цм,<10 ppb chloride) at 90°C with varying TOC over 1,000 hours. At TOC <0.1 ppm, thickness of carbon deposit is 0~0.5 µm, no pitting occurs, and the surface is shining. At TOC levels of 0.1 to 0.3 ppm, deposit thickness is 0.5 to 2 µm, no pitting, and the surface is slightly discolored. At TOC of 0.3–0.5 ppm, deposit thickness 2–5 µm, occasional shallow pits (<10 µm) may be formed, surface has dark tint. Critical level at TOC of 0.5-1.0 ppm Thickness of deposits 5-15 µm Pitting initiation 200-500 hrs Pit depths after 1,000 hrs 20-80 µm Corrosion rate beneath deposits 0.05-0.15 mm per year At TOC levels of 1.0-2.0 ppm, the thickness of the deposit is 15-30 µm, pitting is severe, the pit depths surpass 100 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate exceeds 0.15 mm per year. Deposit thickness >30 µм, и брза корозија испод таложења, доводи до перфорације за 2.000 до 5.000 сати при 2,0 ппм ТОЦ.

Утицај хлорида и раствореног кисеоника на ефикасност уклањања ТОЦ.

Присуство хлорида у води у великој мери смањује дозвољени ТОЦ. Дозвољени ТОЦ је 0,5 ппм при 10 ппб хлорида за дубину јаме<10 µm. Allowable TOC is reduced to 0.3 ppm at 50 ppb chloride. At 100 ppb chloride the maximum permitted TOC is 0.2 parts per million. At 500 ppb chloride the TOC allowed is 0.1 ppm. Underdeposit corrosion becomes more aggressive at dissolved oxygen levels below 1 ppm (deaerated) and this reduces the permissible TOC by 30–50 %. Oxygen > 5 ppm (air-saturated) results in 20–30% increase in allowable TOC due to oxygen aiding in the repassivation of the titanium surface.

ТОЦ Контролни приручник високе чистоће бојлера

Следећа табела сумира препоруке за максимално дозвољени ТОЦ за дејонизовану воду на 90 степени за грејаче од титанијума степена 7, на основу нивоа хлорида и потребног века трајања грејача.

Концентрација хлорида (ппб) Жељени радни век (године) Максимално дозвољени ТОЦ (ппм) Очекивана дубина јаме<10 5 0.8 20–50 >10 0.5 20–50 10–50 >10 0.3 <20 10–50 5 0.5 20–50 50–100 >5 0.2 20–50 >100 >3 0.1 50–100 После 5000 сати (µм)
Инжењеринг изван контроле ТОЦ-а

Квалитет титанијума утиче на корозију испод наслага. Стопе корозије испод-степена 7 су 2–3 пута ниже од оних за степен 2 под истом дебљином наслага угљеника. Дебљина зида је додатак за продирање у јаму. Зид од 2,0 мм са 0,10 мм удубљења годишње ће преживети 20 година. Систем за третман воде треба да има монитор ТОЦ-а са упозорењем постављеним на 0,4 ппм. Филтрација активног угља узводно од грејача елиминише органска једињења пре контакта са загрејаном површином. Периодично чишћење грејача са 5% лимунске киселине на 60 степени у трајању од 2 х уклања наслаге угљеника без напада на титан.

Информисана спецификација

За грејач са омотачем од титанијума 7 у дејонизованој води на 90 степени, ограничите укупни органски угљеник на < 0,3 ппм за 10 година радног века. Инсталирајте анализатор ТОЦ-а на довод воде са алармом постављеним на 0,4 ппм и блокирајте га да бисте ограничили снагу грејача или искључили систем ако ТОЦ пређе 0,6 ппм. За постојеће системе са ТОЦ > 0,5 ппм, инсталирајте филтер са активним угљем или УВ оксидациону јединицу да бисте смањили органске материје. Прегледајте површину грејача једном годишње током рада. Ако се појаве тамне наслаге угљеника, очистите грејач са 5% лимунске киселине на 60 степени у трајању од 2 сата. Инжењер контролише ТОЦ на мање од 0,5 ппм да би спречио стварање пиролизованих наслага угљеника и корозије под талогом у употреби воде високе{16}}истоће.