Sulfatning xlorid nisbati va haroratining-qanday birikmasi- ostida 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitish moslamasining qoplamasi simulyatsiya qilingan sovutish minorasi suvida passiv bo'lib qoladi

Sulfat ionlarining xlorid tomonidan qo'zg'atilgan chuqurchaga inhibitiv ta'siri

Sovutish minorasi suv tizimlaridagi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan elektr isitish quvurlari uchun aylanma suvdagi sulfat ionlarining (SO4 2-) xlorid ionlariga (Cl-) nisbati, odatda, chuqur korroziyaning boshlanishini aniqlashda mutlaq xlorid darajasidan ko'ra ko'proq ahamiyatga ega. Sulfat ionlari 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan passiv plyonkada adsorbsiya joylari uchun xlorid ionlari bilan raqobatlashadi. Sulfat/xlorid nisbati ma'lum bir kritik qiymatdan yuqori bo'lganida, odatda haroratga qarab og'irligi bo'yicha 3: 1 dan 5: 1 gacha, passiv plyonka odatda chuqurchalar paydo bo'lishiga olib keladigan xlorid konsentratsiyasi mavjud bo'lganda ham barqaror bo'ladi. Bu darajadan pastda xloridlar ustunlik qiladi va chuqurchalar paydo bo'la boshlaydi. Ushbu maqola sovutish minorasining normal haroratida (30–60 daraja) 316 ta qobiq uchun zarur boʻlgan sulfat-xloridning- nisbatini baholaydi va isitgichning ishonchli ishlashi uchun suv kimyosi spetsifikatsiyasi uchun asos yaratadi.

Passiv plyonkada raqobatbardosh adsorbsiya mexanizmi.

The passive coating on 316 stainless steel (mostly chromium oxide with enrichment of molybdenum) has a positive surface charge in neutral to slightly alkaline solutions. Chloride ions are tiny and highly polarisable and are strongly adsorbed on the film surface. Once adsorbed, chlorides locally decompose the film by generating soluble chloro-complexes with chromium and iron ions and act as initiation sites for pitting. Sulphate ions are also adsorbed on the passive film but do not induce film rupture. Instead they compete for adsorption sites with chlorides thereby preventing the access to chlorides. The competitive adsorption is described by a Langmuir isotherm: the effective chloride concentration at the surface of the film is lowered by a factor which depends on the sulphate concentration. The critical sulphate to chloride ratio is the threshold at which the sulphate adsorption exceeds the chloride adsorption to the point of inhibiting the chloride driven film breakup. For 316 stainless steel at 50 0C the crucial ratio is about 3:1 (by weight three parts sulphate to one part chloride). The ratio may be as low as 1.5:1 at 30 °C. At 70 °C the ratio must be >5:1. 80 darajadan yuqori bo'lsa ham, yuqori sulfat nisbati ham chuqurchalar paydo bo'lishiga to'liq to'sqinlik qila olmaydi, chunki xlorid adsorbsiyasi kinetikasi sulfat adsorbsiyasiga qaraganda tezroq.

Sovutish minorasi suvida chuqurlashishni oldini olish uchun chegaralarni aniqlash

316 zanglamaydigan po'latdan simulyatsiya qilingan sovutish minorasi suvida (pH 7,5-8,5, ishqoriyligi 100-300 ppm CaCO₃, o'zgaruvchan xlorid va sulfat kontsentratsiyasi) tizimli elektrokimyoviy sinovlar yillar davomida harorat va sulfat va xlorid nisbatlarini aniqladi. Quyidagi jadvalda xavfsiz ishlash zonalari va xavf zonalari berilgan.

Harorat (daraja) Sulfat-to{1}}xlorid nisbati (wt/wt)Xlorid konsentratsiyasi (ppm) Pitting xavfi (5 yillik xizmat)Tavsiya etilgan harakatlar
30 >1.5:1 <1000 No pitting Acceptable 30 0.8-1.5:1 200-1000 Low risk, mild pitting possible Monitor every 2 years 30 <0.8:1 Any High risk Add sulphate or decrease chlorides
40 >2.0:1 <800 No pitting Acceptable 40 1.0-2.0:1 200-800 Moderate risk Add sulphate or upgrade to 316L 40 <1.0:1 Any High risk Not recommended 50 >3.0:1 <500 No pitting Acceptable 50 1.5-3.0:1 200-500 Moderate-high risk Requires treatment 50 <1.5:1 Any High risk 316 unsuitable 60 >5.0:1 <300 No pitting Acceptable with monitoring 60 2.0-5.0:1 100-300 High risk 316 marginal; consider duplex 60 <2.0:1 Any Very high risk 316 not suitable 70 >8:1 <200 Marginal Not recommended for 316 70Any Any High riskUpgrade to Duplex 2205 or Titanium >80 Har qanday yuqori xavf 316 nisbatdan qat'iy nazar nomaqbul
Isitgichlarni himoya qilish uchun amaliy suv kimyosi tuzatishlari

Sovutish minorasining suv tahlili sulfat/xlorid nisbati xavfsiz darajadan pastligini ko'rsatadi. Uchta kimyoviy o'zgarish 316 ta o'ralgan isitgichni himoya qilishi mumkin. Asosiy va eng mashhur usul sulfat konsentratsiyasini oshirish uchun natriy sulfat (Na2SO4) qo'shilishi hisoblanadi. 50 daraja haroratda 400 ppm xlorid bo'lgan tizim uchun minimal nisbat 3: 1 sulfatning 1200 ppm kontsentratsiyasini talab qiladi. Ushbu maqsadga erishish uchun natriy sulfat (og'irligi bo'yicha 48% sulfat) taxminan 1800 ppm darajasida qo'shiladi. Narxi arzon va sulfat korroziy emas-va ekologik jihatdan maqbuldir. Ikkinchi sozlash - pH ning ko'tarilishi (natriy gidroksid bilan 7,5 dan 8,5-9,0 gacha), bu passiv plyonkaning barqarorligini oshiradi va kerakli sulfatning xloridga nisbatini ~ 30% ga kamaytiradi. Yakuniy sozlash sink yoki fosfat asosidagi korroziya inhibitörlerinin qo'shilishi hisoblanadi. Ushbu ingibitorlar passiv plyonkaga so'riladi va qo'shimcha himoya qiladi, bu nisbat talabini 40-50% ga kamaytiradi.

Sulfat-xlorid nomutanosibligi tufayli yuzaga kelgan chuqurchalarning dala diagnostikasi

Sovutish minorasi xizmatida 316 ta yopiq isitgichlar. Agar sulfatning xloridga nisbati past bo'lsa, o'rtacha xlorid darajasida ham (200-500 ppm) chuqurchalar paydo bo'lishi mumkin. Suvni tahlil qilish xlorid (ionli xromatografiya yoki kumush nitrat titrlash orqali) va sulfat (gravimetrik yoki turbidimetrik usullar bilan) uchun bo'lishi kerak. Agar nisbat ish harorati uchun jadvaldagi chegaradan past bo'lsa, xloridning ustunligi tufayli chuqurchalar paydo bo'lishi mumkin. Chuqurlarning o'zi ko'pincha kichik (0,1-1,0 mm), sayoz (0,1-0,3 mm chuqurlikda) va yuqori xloridli muhitda joylashgan chuqur, keng oraliq chuqurlarga qaraganda ko'p chuqurliklardir. Buning sababi shundaki, passiv plyonka ko'p nuqtalarda parchalanadi, ammo raqobatdosh sulfat adsorbsiyasi natijasida qisman tiklanadi va bu bir nechta katta emas, balki ko'plab kichik chuqurlarga olib keladi. Bunday tizimlarda xavfsiz nisbatni yaratish uchun sulfatdan foydalanish chuqurlikning keyingi rivojlanishiga to'sqinlik qiladi, ammo mavjud chuqurlar stress kontsentratsiyasi joylari sifatida saqlanib qoladi.

Xulosa: Sovutish minorasi isitish moslamasining barqaror xizmati uchun sulfatning{0}}xloridning- nisbatini boshqarish

Sulfat va xlorid nisbati sovutish minorasi suv tizimlarida 316 zanglamaydigan po'latdan qoplangan isitgichlar uchun suv kimyosining muhim parametri bo'lib, passiv qoplamaning saqlanib qolishi yoki chuqurlik boshlanganligini baholash uchun. 50 daraja haroratda minimal nisbat 3: 1 (sulfat: og'irligi bo'yicha xlorid). 5 yildan ortiq xizmat uchun. Kerakli nisbat haroratning oshishi bilan keskin oshadi va 70 darajadan yuqori 316 hech qanday nisbatda tavsiya etilmaydi. Sovutish minorasining ishlashi uchun isitgichlarni belgilaydigan muhandislar suvning kimyoviy tarkibini to'liq tahlil qilishlari, ish haroratini baholashlari va kerakli nisbatni saqlab qolish uchun sulfat darajasini yoki inhibitor dasturlarini sozlashlari kerak. Bu yerda keltirilgan yondashuv sulfatning xloridga nisbati va haroratning miqdoriy ko‘rsatkichi bilan bog‘lanishi orqali 316 ta qobiqning muddatidan oldin chuqurlashmasligi xavfini kamaytiradigan suvni tozalash dasturlarini belgilashda xaridorlar tomonidan ishlatilishi mumkin.