Pada Ambang Khusus Kepekatan Asid Sulfurik Apakah Sarung Keluli Tahan Karat 1.2 Milimeter 316 Memerlukan Post-Penyedapan Kimpalan untuk Mengelakkan Kakisan Antara Berbutir dalam Pemanas Rendaman Elektrik?

Jurutera penyelenggaraan loji menjaga pemanas rendaman elektrik di loji rawatan air sisa perbandaran dan industri menghadapi persekitaran kakisan yang sukar disebabkan paras klorida yang berubah-ubah, peningkatan suhu daripada proses biologi dan operasi terputus-putus. Tidak seperti perkhidmatan kimia bersih di mana kepekatan dikawal, kepekatan klorida dalam air sisa berbeza dengan pelepasan industri, larian garam jalan dan penyejatan dalam lembangan rawatan. Ini selalunya berlaku dengan sarung keluli tahan karat 1.2 mm 316 yang mempunyai keseimbangan kos yang baik dan rintangan kakisan am untuk aplikasi ini. Tetapi jika kepekatan klorida dan suhu permukaan sarung melebihi had tertentu, penembusan pitting boleh berkembang dalam enam bulan, memerlukan penggantian yang kerap dan mahal. Gabungan optimum kandungan klorida dan suhu permukaan sarung yang mengehadkan sarung 1.2 mm 316 kepada hayat perkhidmatan enam bulan dalam perkhidmatan pemanasan air sisa dikenal pasti dalam kertas ini.

Kinetik penembusan lubang dalam 316 terdedah kepada klorida-yang mengandungi air sisa
Dari sudut pandangan elektrokimia, tingkah laku pitting 316 dalam air sisa adalah serupa dengan larutan klorida yang lebih bersih tetapi dipertingkatkan dengan kehadiran aktiviti biologi, zarah terampai dan pH yang berubah. Klorida biasanya terdapat dalam air sisa pada kuantiti dari 100 ppm hingga 2,000 ppm, dengan pancang melebihi 5,000 ppm semasa peristiwa pelepasan industri. 316 dalam 500 ppm klorida adalah kira-kira 60°C. Suhu pitting kritikal Dalam 1000 ppm klorida ia diturunkan kepada 50 darjah . Dengan 2,000 ppm klorida, ia turun ke 40 darjah . Ketumpatan watt yang digunakan (biasanya 5–10 W/cm² untuk perkhidmatan air sisa) akan menyebabkan suhu permukaan sarung menjadi 15–30°C melebihi suhu air sisa pukal untuk pemanas rendaman. Dalam besen rawatan yang dipegang pada 35°C dengan pemanas 8 W/cm², suhu permukaan sarung ialah 50-60°C. Jika kepekatan klorida dalam air ialah 1,000 ppm pada masa itu suhu pitting kritikal 50°C melebihi dan pitting berlaku dalam beberapa hari. Lubang merambat pada kadar 0.5–2.0 mm/bulan setelah dimulakan dalam air sisa suam, menembusi dinding 1.2 mm dalam 3–12 minggu. Oleh itu, kriteria penggantian enam bulan dicapai jika permulaan pitting berlaku pada bulan pertama dan pembiakan selesai dalam lima bulan akan datang.

Gabungan Suhu-Klorida Kritikal Seumur Hidup-Enam Bulan
Keputusan ujian rendaman 316 sampel dalam air sisa simulasi aktiviti biologi normal (pH 6.5-7.5, zarah terampai sederhana) menunjukkan kombinasi berikut kepekatan klorida pukal dan suhu permukaan sarung yang memberikan hayat perkhidmatan maksimum enam bulan untuk dinding 1.2 mm: Nilai adalah untuk operasi berterusan dengan ketumpatan watt normal 6-8 W/cm2.

Kepekatan klorida pukal (ppm) Suhu permukaan sarung kritikal untuk permulaan lubang dalam tempoh 30 hari Kadar perambatan lubang (mm/bulan) pada suhu ini Masa hingga 1.2 mm penembusan selepas permulaan Jumlah hayat perkhidmatan (permulaan + perambatan) 300 – 500 ppm Di atas 70 darjah 0.4 – 0.27 – 3 bulan – 0.4 – 0.27 – 3 bulan 800 ppm Di atas 60 darjah 0.6 – 1.0 mm/bulan 1.5 – 2 bulan 2 – 3 bulan 800 – 1,200 ppm Di atas 55 darjah 0.8 – 1.2 mm/bulan 1 – 1.5 bulan 1.5 – 2.5 bulan 1.5 – 2.5 bulan 1,2000 – 1.2000 – 1.2000 ptg 1.5 mm/bulan 0.8 – 1.2 bulan 1 – 2 bulan 1,500 – 2,000 ppm Di atas 45 darjah 1.2 – 1.8 mm/bulan 0.7 – 1 bulan 1 – 1.5 bulan 2,000 – 3,000 ppm/month 20 – 3,000 ppm50°C 1.2 – 1.8 mm/bulan 1 – 1.5 bulan
>3,000 ppm>35°C >2.0 mm/bulanDi bawah 0.6 bulanDi bawah 1 bulan
Untuk hayat perkhidmatan selama enam bulan, produk kandungan klorida dan suhu permukaan sarung mesti membenarkan sekurang-kurangnya tiga bulan untuk permulaan lubang dan tiga bulan untuk penyebaran. Ini berlaku hanya apabila suhu permukaan sarung sekurang-kurangnya 5–10°C di bawah suhu pitting kritikal untuk kepekatan klorida yang terlibat. Suhu permukaan sarung hendaklah di bawah 55°C untuk 500 ppm klorida. Untuk 1,000 ppm klorida, ia mestilah kurang daripada 45°C. Untuk 2,000 ppm klorida ia mestilah kurang daripada 35 darjah .

Hayat Perkhidmatan 6 Bulan Sampul Operasi Selamat
Suhu air sisa pukal maksimum yang dibenarkan untuk sarung 1.2 mm 316 pada ketumpatan watt berbeza untuk mencapai hayat perkhidmatan enam bulan pada julat kepekatan klorida yang berbeza diberikan dalam jadual yang disertakan. Nilai menjamin bahawa suhu permukaan sarung adalah sekurang-kurangnya 5 darjah di bawah suhu pitting kritikal untuk kandungan klorida yang diberikan.

Julat Kepekatan Klorida (ppm) Suhu Pitting Kritikal Tolak 5°C Margin Keselamatan Suhu Pukal Selamat Maksimum pada 5 W/cm² (kenaikan 15°C) Suhu Pukal Selamat Maksimum pada 8 W/cm² (kenaikan 25°C) Suhu Pukal Selamat Maksimum pada 10 W/cm² (kenaikan 30°C)
Kurang daripada 300 ppm 75°C 60°C 50°C 45°C 300 – 500 ppm 65°C 50°C 40°C 35°C 500 – 800 ppm 55°C 40°C 30°C 25°C 800°C 1pm,400°C 20°C 15°C 1,200 – 1,500 ppm 40°C 25°C 15°C 10°C 1,500 – 2,000 ppm 35°C 20°C 10°C Tidak boleh dilaksanakan
Di atas 2,000 ppm Di bawah 30 darjah Tidak tersedia Tidak tersedia Tidak tersedia
Untuk lembangan rawatan air sisa pada suhu pukal 35°C dan paras klorida normal 500–800 ppm, sarung 1.2 mm 316 pada 8 W/cm² akan memberikan suhu permukaan sarung kira-kira 60°C. Ini lebih tinggi daripada had selamat 55°C dan hayat perkhidmatan enam bulan adalah mustahil. Untuk mendapatkan hayat 6 bulan, pengendali mesti mengurangkan ketumpatan watt kepada 5 W/cm² (had selamat 55°C membenarkan 40°C secara pukal, tetapi pukal ialah 35°C-boleh diterima), menurunkan suhu pukal atau bertolak ansur dengan penggantian yang lebih kerap.

Perubahan reka bentuk selama lebih daripada enam bulan hayat
Jika keadaan proses menghampiri hayat perkhidmatan enam-bulan, tiga pelarasan reka bentuk boleh memanjangkan hayat perkhidmatan tanpa mengubah suai bahan sarung atau ketebalan dinding. Yang pertama ialah memasang pemasa atau pengawal suhu untuk mematikan pemanas apabila besen cukup panas. Operasi terputus-putus bermakna lebih sedikit masa pada suhu dan oleh itu hayat kalendar yang lebih lama, walaupun jumlah jam pada suhu adalah sama. Perubahan kedua ialah meletakkan pemanas di lokasi aliran tinggi. Peningkatan pergolakan membawa kepada peningkatan pekali pemindahan haba dan pengurangan kenaikan suhu permukaan sarung daripada 25°C kepada 10-15°C pada ketumpatan watt yang sama. Pemanas yang akan mencapai suhu permukaan 60°C dalam keadaan bertakung boleh dikendalikan pada 50°C dalam air buangan-telaga, jatuh di bawah ambang penting. Perubahan terakhir ialah menambah probe pemantauan kakisan dan menggantikan pemanas secara proaktif apabila probe mengesan permulaan pitting. Ini menghalang kegagalan secara tiba-tiba, walaupun pada umumnya tidak memanjangkan hayat. Untuk loji rawatan air sisa dengan kandungan klorida melebihi 1,000 ppm atau suhu pukal melebihi 40°C, jurutera harus menentukan aloi yang lebih tahan pitting seperti keluli tahan karat 317 (3.5% molibdenum) atau Aloi 825. Kos tambahan biasanya 20–50% lebih tinggi daripada 316, tetapi hayat perkhidmatan dilanjutkan kepada 3 tahun. Apabila memilih pemanas untuk perkhidmatan air sisa, adalah penting untuk mengumpul data kepekatan klorida daripada beberapa peristiwa pensampelan sepanjang setahun, kerana perubahan bermusim boleh menjadi ketara. Pemanas yang direka untuk musim panas mungkin gagal dengan cepat pada musim sejuk jika air larian garam jalan meningkatkan paras klorida. Had penggantian enam bulan bukanlah kuantiti tetapi akibat yang boleh diramalkan daripada kepekatan klorida dan suhu permukaan sarung. Dengan dua ciri yang diukur, jurutera boleh meramalkan hayat pemanas dan rancangan penyelenggaraan reka bentuk dengan tepat, mengelakkan kedua-dua kegagalan yang tidak dijangka dan penggantian pramatang pemanas yang masih berfungsi.