Οι σωλήνες θέρμανσης τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως για τη θέρμανση συστημάτων επεξεργασίας βιομηχανικών λυμάτων λόγω της εξαιρετικής αντοχής στο χλωρίδιο και το οργανικό οξύ. Ωστόσο, πολλοί τύποι βιομηχανικών λυμάτων περιέχουν υψηλά διαλυμένα στερεά (άλατα, ιόντα βαρέων μετάλλων, αιωρούμενες ορυκτές ουσίες). Τα υψηλά συνολικά διαλυμένα στερεά (TDS) αυξάνουν τη μέση αγωγιμότητα, επιταχύνουν τη ρύπανση των ιζημάτων και ενισχύουν την τοπική διάβρωση ρωγμών, η οποία σταδιακά υποβαθμίζει το παθητικό φιλμ διοξειδίου του τιτανίου και συντομεύει τον κύκλο λειτουργίας των συγκροτημάτων θέρμανσης, ακόμη και χωρίς φθόριο ή ισχυρά θερμά αλκάλια.
Τα υψηλά διαλυμένα στερεά βελτιώνουν σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη των λυμάτων. Το καθαρό νερό χαμηλής-TDS έχει ασθενή κινητικότητα ιόντων, η οποία περιορίζει τον ρυθμό διάβρωσης από γαλβανική και σχισμή. Όταν η συγκέντρωση TDS αυξάνεται πάνω από 5000 mg/L, τα μαζικά ελεύθερα ιόντα ενισχύουν δραστικά την αγωγιμότητα του υγρού. Οποιαδήποτε μικροσκοπική γρατσουνιά ή ελάττωμα τριβής στο παθητικό φιλμ τιτανίου σχηματίζει ένα μικρογαλβανικό στοιχείο με το άθικτο περιβάλλον φιλμ. Το μέσο υψηλής αγωγιμότητας-επιταχύνει τη μεταφορά ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα τα ελαττώματα της επιφάνειας να επεκτείνονται σε βαθιές κοιλότητες πολύ πιο γρήγορα από ό,τι σε νερό χαμηλής-αλατότητας. Οι ζώνες συγκόλλησης με εγγενώς λεπτότερο φιλμ οξειδίου γίνονται τα κύρια σημεία διάβρωσης.
Η συνεχής θερμική κατακρήμνιση σχηματίζει πυκνή ρύπανση ορυκτών που καλύπτει το τοίχωμα του σωλήνα. Η διαλυτότητα των περισσότερων ανόργανων αλάτων (ασβέστιο, μαγνήσιο, θειικό, χλωριούχο) πέφτει απότομα σε αυξημένη θερμοκρασία θέρμανσης. Τα υψηλά διαλυμένα στερεά οδηγούν σε ταχεία εναπόθεση αλάτων που προσκολλώνται σφιχτά στην επιφάνεια του τιτανίου, δημιουργώντας μια σφραγισμένη σχισμή μεταξύ αλάτων και μεταλλικής μήτρας. Μέσα σε αυτή τη μικροσχισμή, τα διαβρωτικά ιόντα όπως το χλωρίδιο συγκεντρώνονται δεκάδες φορές υψηλότερα από τα κύρια λύματα. Παρόλο που το τιτάνιο αντιστέκεται καλά στα κανονικά επίπεδα χλωρίου, η εξαιρετικά-υψηλή τοπική συγκέντρωση χλωρίου κάτω από την κλίμακα διαλύει αργά το εξωτερικό παθητικό στρώμα και πυροδοτεί τη διάβρωση που κρύβεται κάτω από-απόθεση που δεν μπορεί να αφαιρεθεί με τακτικό απλό ξέπλυμα.
Τα διαλυμένα ιόντα βαρέων μετάλλων επιφέρουν δευτερογενείς κινδύνους γαλβανικής διάβρωσης. Τα λύματα με υψηλό TDS συνήθως περιέχουν ιόντα σιδήρου, μαγγανίου, νικελίου και ψευδαργύρου. Αυτά τα μεταλλικά ιόντα καθιζάνουν σε εναποθέσεις οξειδίων στην επιφάνεια του σωλήνα τιτανίου μετά τη θέρμανση. Τα κατακρημνισμένα ιζήματα βαρέων μετάλλων έχουν διαφορετικό δυναμικό ηλεκτροδίου από το καθαρό πλέγμα τιτανίου, σχηματίζοντας αμέτρητα μικροσκοπικά γαλβανικά κύτταρα κατανεμημένα σε όλο το τοίχωμα του σωλήνα. Κάθε έμπλαστρο ιζήματος λειτουργεί ως κάθοδος και το εκτεθειμένο τιτάνιο από κάτω γίνεται άνοδος, οδηγώντας σε ομοιόμορφη μικρο-κοκκίδα που απλώνεται στην επιφάνεια θέρμανσης κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας.
Η χαμηλή κατάσταση διαλυμένου οξυγόνου σε λύματα υψηλού-TDS επιδεινώνει την ικανότητα αυτοεπισκευής- του φιλμ. Η υψηλή συγκέντρωση αλατιού μειώνει τη διαλυτότητα του οξυγόνου στο νερό. Το παθητικό φιλμ TiO2 βασίζεται σε διαλυμένο οξυγόνο για την επιδιόρθωση επιφανειακών γρατσουνιών και αραιωμένων περιοχών. Η ανεπάρκεια οξυγόνου σε συνδυασμό με την υψηλή αγωγιμότητα ιόντων δημιουργεί ένα φαινόμενο διπλής βλάβης: το παθητικό φιλμ δεν μπορεί να αναγεννηθεί έγκαιρα, ενώ ο ηλεκτρολύτης υψηλής-αγωγιμότητας επιταχύνει την αντίδραση διάβρωσης σε όλα τα ελαττωματικά σημεία. Οι στατικές δεξαμενές αποθήκευσης λυμάτων με μηδενική κυκλοφορία παρουσιάζουν τον πιο σοβαρό κίνδυνο γήρανσης για τους σωλήνες θέρμανσης τιτανίου.
Τα στοχευμένα μέτρα προσαρμογής παρατείνουν τη διάρκεια ζωής υπό συνθήκες εργασίας υψηλού TDS. Αρχικά, εγκαταστήστε ηλεκτρονικό εξοπλισμό προεπεξεργασίας αποσκλήρυνσης για να μειώσετε την περιεκτικότητα σε ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου και τη βροχόπτωση σε αργή κλίμακα. Δεύτερον, αυξήστε τη μέση ταχύτητα ροής κυκλοφορίας πάνω από 1,2 m/s για να μειώσετε την πρόσφυση του ιζήματος στα τοιχώματα του σωλήνα. Τρίτον, προσθέστε τακτικό περιοδικό καθαρισμό με ήπιο οργανικό οξύ για να αφαιρέσετε τα συσσωρευμένα ορυκτά άλατα κάθε μήνα. Τέταρτον, εξοπλίστε συσκευές αερισμού για αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου πάνω από 6 mg/L για να διατηρήσετε την ικανότητα παθητικής αυτοεπισκευής του φιλμ-. Πέμπτον, συντομεύστε τον κύκλο επιθεώρησης σε κάθε δύο μήνες για να ελέγξετε το πάχος του τοίχου και το άνοιγμα της επιφάνειας.
表格
| Επίπεδο TDS λυμάτων | Επίδραση διάβρωσης σε σωλήνες θέρμανσης τιτανίου | Αντίστοιχη Λύση Ελέγχου |
|---|---|---|
| Χαμηλό TDS (~ 1000 mg/L), επαρκής αερισμός | Μόνο αργός ομοιόμορφος αποχρωματισμός, μεγάλη διάρκεια ζωής | Η τριμηνιαία συντήρηση ρουτίνας έκπλυσης είναι επαρκής |
| Μεσαία TDS (1000–5000 mg/L), στατική κυκλοφορία | Μέτρια συσσώρευση κλίμακας, διάσπαρτα μικρο-λάκκους | Αυξήστε την ταχύτητα ροής, μηνιαίος καθαρισμός ρύπων |
| Υψηλό TDS (＞5000 mg/L), χαμηλό διαλυμένο οξυγόνο | Σοβαρή διάβρωση κάτω από-κοψίματος απόθεσης, διάβρωση ιζημάτων βαρέων μετάλλων | Προεπεξεργασία αποσκλήρυνσης νερού + συνεχής αερισμός |
| Υψηλό TDS λύματα με ιόντα βαρέων μετάλλων | Εκτεταμένη μικροσκοπική γαλβανική διάβρωση από εναποθέσεις μεταλλικών οξειδίων | Τακτική αφαλάτωση οξέος + δι-μηνιαία ανίχνευση δυναμικού επιφάνειας |
Σύντομη Περίληψη
Τα υψηλά διαλυμένα στερεά αυξάνουν την αγωγιμότητα των λυμάτων, προάγουν την κατακρήμνιση θερμικών ορυκτών και μειώνουν την περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο, επιταχύνοντας από κοινού την παθητική αραίωση μεμβράνης και το άνοιγμα κάτω από{0}}απόθεσης σωλήνων θέρμανσης τιτανίου. Η προεπεξεργασία για τη μείωση της συγκέντρωσης αλατιού, την ενίσχυση της κυκλοφορίας του υγρού και τη συμπλήρωση του διαλυμένου οξυγόνου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη ζημιά από τη διάβρωση και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού σε συστήματα θέρμανσης βιομηχανικών λυμάτων.
