V systémech deionizované vody pracujících při 90 stupních může celkový organický uhlík (TOC) pocházet z rozpadu iontoměničové pryskyřice, růstu biofilmu nebo kontaminace napájecí vody. Když titanový ohřívač třídy 7 pracuje v takové vodě, organické sloučeniny pyrolyzují na horkém povrchu a zanechávají uhlíkaté usazeniny. Tento nános vytváří štěrbiny a galvanické články pod nánosem-. Uhlíková vrstva je vodivá a katodická k titanu, což vede k anodickému rozpouštění titanu pod ní. Maximální přípustný TOC k zabránění koroze poddepozitu je 0,5 ppm (500 dílů na miliardu). Nad touto úrovní se během 500–1 000 hodin tvoří pyrolyzované uhlíkové usazeniny, což vede k rychlosti důlkové tvorby 0,05–0,20 mm za rok.

Mechanismus tvorby pyrolytických usazenin uhlíku a koroze poddepozitů

Při 90 stupních podléhají organické sloučeniny ve vodě tepelnému rozkladu (pyrolýze) na horkém povrchu titanu. Reakcí vzniká amorfní uhlík a těkavé produkty. Usazenina uhlíku je zpočátku řídká, ale postupem času se hromadí. Návar je elektricky vodivý a elektrochemicky ušlechtilý vzhledem k titanu. Pod ložiskem se vyčerpává kyslík a koncentrují se chloridy (ze stopových nečistot). Titan pod uhlíkem se stává anodickým a rozpouští se. Velký povrch pokrytý uhlíkem- funguje jako katoda a způsobuje rychlou lokalizovanou korozi. Obsah palladia v titanu 7. stupně nezabrání usazování uhlíku, ale může snížit pod-korozní rychlost usazenin, jakmile se usazenina vytvoří.

Kvantitativní tvorba uhlíkových usazenin a důlková koroze jako funkce TOC

Kontrolované testování v deionizované vodě (18 MΩ·cm,<10 ppb chloride) at 90°C with varying TOC over 1,000 hours has established the following for Grade 7 titanium. At TOC below 0.1 ppm, carbon deposit thickness is 0–0.5 µm, no pitting occurs, and the surface remains bright. At TOC of 0.1–0.3 ppm, deposit thickness is 0.5–2 µm, no pitting occurs, and the surface shows light discoloration. At TOC of 0.3–0.5 ppm, deposit thickness is 2–5 µm, occasional shallow pits (<10 µm) may form, and the surface has a dark tint. At TOC of 0.5–1.0 ppm, the critical threshold, deposit thickness reaches 5–15 µm, pitting initiates within 200–500 hours, pit depths are 20–80 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate under deposits is 0.05–0.15 mm per year. At TOC of 1.0–2.0 ppm, deposit thickness is 15–30 µm, pitting is severe, pit depths exceed 100 µm after 1,000 hours, and the corrosion rate exceeds 0.15 mm per year. Above 2.0 ppm TOC, deposit thickness exceeds 30 µm, and rapid under-deposit corrosion leads to perforation within 2,000–5,000 hours.

Vliv chloridu a rozpuštěného kyslíku na toleranci TOC

Přítomnost chloridu ve vodě významně snižuje přípustný TOC. Při 10 ppb chloridu je přípustný TOC pro<10 µm pit depth is 0.5 ppm. At 50 ppb chloride, the allowable TOC drops to 0.3 ppm. At 100 ppb chloride, the allowable TOC is 0.2 ppm. At 500 ppb chloride, the allowable TOC is 0.1 ppm. Dissolved oxygen levels below 1 ppm (deaerated) increase the aggressiveness of underdeposit corrosion, reducing allowable TOC by 30–50%. Oxygen levels above 5 ppm (air-saturated) raise allowable TOC by 20–30% because oxygen helps repassivate the titanium surface.

Průvodce ovládáním TOC pro ohřívače vody-vysoce čistoty

Následující tabulka poskytuje doporučení pro maximální přípustný TOC v deionizované vodě při 90 stupních pro titanové ohřívače třídy 7, na základě hladiny chloridů a požadované životnosti.

Engineering Beyond TOC Control

Třída titanu ovlivňuje korozi poddepozitů. Stupeň 7 má 2–3krát nižší míru koroze pod-depozitem než stupeň 2 při stejné tloušťce uhlíkového nánosu. Tloušťka stěny poskytuje přídavek na průnik do jámy; 2,0 mm stěna s důlkovou dírkou 0,10 mm za rok vydrží 20 let. Systém úpravy vody by měl obsahovat monitor TOC s alarmem nastaveným na 0,4 ppm. Filtrace s aktivním uhlím před ohřívačem odstraňuje organické sloučeniny dříve, než se dostanou na horký povrch. Pravidelné čištění ohřívače 5% kyselinou citrónovou při 60 stupních po dobu 2 hodin odstraňuje karbonové usazeniny bez napadení titanu.

Vytvoření informované specifikace

U titanového ohřívače 7. třídy v deionizované vodě při 90 stupních udržujte celkový organický uhlík pod 0,3 ppm po dobu 10-leté životnosti. Nainstalujte na přívod vody analyzátor TOC s alarmem na 0,4 ppm a blokováním, které sníží výkon ohřívače nebo vypne systém, pokud TOC překročí 0,6 ppm. U stávajících systémů s TOC nad 0,5 ppm přidejte filtr s aktivním uhlím nebo UV oxidační jednotku pro snížení organických látek. Během provozu kontrolujte povrch ohřívače ročně; pokud jsou viditelné tmavé usazeniny uhlíku, čistěte ohřívač 5% kyselinou citrónovou při 60 stupních po dobu 2 hodin. Kontrolou TOC pod 0,5 ppm technik zabraňuje tvorbě pyrolyzovaných uhlíkových usazenin a nedostatečně usazené korozi ve vysoce čisté vodě.