تحت چه ترکیب خاصی از غلظت کلر باقیمانده و pH، غلاف بخاری فولادی ضد زنگ 316 در آب گرم خانگی در دمای 60 درجه از حالت غیرفعال به حفره می رود.

اختلال انفعال در سیستم های آب آشامیدنی ناشی از گندزدایی

در سیستم‌های آب گرم خانگی با استفاده از لوله‌های گرمایش الکتریکی با روکش فولادی ضد زنگ (نقطه--هیترهای استفاده، مخازن آب گرم، حلقه‌های چرخش و غیره) استفاده از کلر باقی‌مانده (اضافه شده به عنوان گاز کلر، هیپوکلریت سدیم یا کلرامین برای گندزدایی آب غیرعفونی نشده) نشان دهنده خطر گندزدایی است. پایداری یا شکست موضعی فیلم غیرفعال در 316 بستگی به کلر باقیمانده آزاد (Cl2, HOCl, OCl-) و pH در 60 درجه (متوسط ​​دمای آب گرم مسکونی){9}} زیر غلظت کلر آزاد آستانه ~2.5 ppm در ppm غیرفعال می‌ماند. بیش از 3-4 پی‌پی‌ام در همان pH، در هفته‌ها تا ماه‌ها شروع می‌شود. تأثیر pH مهم است: در pH 8.5 غلظت مجاز کلر دو برابر می شود و در pH 6.5 نصف می شود. این مقاله آستانه های pH کلر را برای ایجاد حفره بر روی 316 غلاف در آب آشامیدنی 60 درجه تخمین زده و استانداردهای تصفیه آب را برای طول عمر بخاری ارائه می دهد.

مکانیسم ایجاد حفره ناشی از کلر

کلر آزاد باقیمانده در آب در تعادل بین اسید هیپوکلرو (HOCl) و یون هیپوکلریت (OCl-) است که این نسبت به pH بستگی دارد. HOCl در pH <7.5 غالب است. OCl{3}} در pH > 7.5 غالب است. HOCl یک اکسیدکننده قوی‌تر از OCl- است و نسبت به فیلم‌های غیرفعال فولاد زنگ نزن دشمنی بیشتری دارد. گونه های کلر در سطح فلز ممکن است به صورت موضعی تشکیل فیلم اکسید کروم را با تشکیل کمپلکس های کلرو{7}کروم محلول یا با ایجاد شرایط بسیار اکسید شونده که منجر به انحلال فراگذر می شود (اکسیداسیون کروم 3+ به کروم محلول 6+) بشکند. پتانسیل اکسید کننده قوی کلر یک شیمی محلی قوی را حفظ می کند که منجر به تشکیل گودال پایدار پس از پاره شدن فیلم غیرفعال در یک نقطه ضعیف، معمولاً در یک ضایعه MnS یا خراش سطحی می شود. حفره های ناشی از کلر با حفره های ناشی از کلرید که در آن صدها تا هزاران پی پی ام Cl{12}} مورد نیاز است، متفاوت است، کلر یک اکسید کننده بسیار قوی تر است و حفره می تواند در سطوح کلر آزاد 1-5 پی پی ام ایجاد شود.

آستانه های کمی برای حفره در آب گرم خانگی 60 درجه

پس از آزمایش غوطه وری سیستماتیک فولاد ضد زنگ 316 (رایانه پرداخت شده=0.4 میکرومتر) در آب گرم خانگی مصنوعی (100 پی پی ام Cl-، 80 پی پی ام SO4-2، 120 پی پی ام سختی CaCO3) در 60 درجه با استفاده از کلر آزاد کنترل شده باقیمانده در دمای 20 درجه سانتیگراد و غلظت های زیر پس از 1000 ساعت قرار گرفتن در معرض شناسایی شده اند.

کلر باقیمانده آزاد (ppm به صورت Cl2) pH غالب گونه های کلر زمان شروع حفره (ساعت) حداکثر عمق گودال پس از 1000 ساعت (μm) زمان تا سوراخ شدن (1.5 میلی متر دیوار) برای سرویس آب گرم خانگی توصیه می شود<0.5 6.5-8.5 Mixed No pitting <5 >30 سال بله
0.5-1.0 7.0-8.5 Mixed >5000 (ممکن است شروع نشود)<10 >20 سال بله
7.5-8.5 1.0-1.5 OCl⁻ غالب 2000-5،000 10-30 10-20 سال قابل قبول با نظارت 1.0-1.5 6.5-7.5 HOCl غالب 1000-2،000 30-60 5-10 سال حاشیه
1.5-2.0 7.5-8.5 Fl⁻ غالب 1000-2،000 40-80 4-8 سال حاشیه
1.5-2.0 6.5-7.5 HOCl غالب 500-1،000 80-150 2-5 سال توصیه نشده
2.0-3.0 7.5-8.5 OCl⁻ غالب 300-800 100-200 2-4 سال توصیه نمی‌شود
2.0-3.0 6.5-7.5 HOCl غالب 100-300 200-400 1-2 سال قابل قبول نیست
3.0-5.0 7.5-8.5 OCl- مسلط 100-300 200-500 1-2 سال قابل قبول نیست
3.0-5.0 6.5-7.5 HOCl غالب 50-100 400-800 6-12 ماه قابل قبول نیست5.0 هر HOCl یا OCl⁻<50 >500 <6 months Unacceptable
تأثیر دما بر پرخاشگری کلر

آستانه های جدول برای 60 درجه است. با افزایش دما، کلر تهاجمی تر می شود که دلیل آن افزایش نرخ انتشار و یک فیلم غیرفعال کمتر پایدار است. زیر 60 درجه مقدار کلر مجاز تقریباً به صورت خطی با کاهش دما افزایش می یابد.

دمای آب (درجه) حداکثر کلر آزاد برای 5 سال عمر بدون حفره در pH 7.5 (ppm) اقدام توصیه شده
40 3.0 هیچ اقدام خاصی نباید انجام شود
50 2.2 Monitor if >2.0 ppm 60 1.5 Dechlorinate if >1.5 ppm 70 1.0 دکلره پیشنهادی 80 0.7 دکلره مورد نیاز 90 0.5 316 توصیه نمی‌شود. ارتقا به تیتانیوم
توصیه های کاربردی برای تصفیه آب در آبگرمکن های خانگی

316 بخاری روکش دار در سیستم های آب گرم خانگی در دمای 60 درجه دارای استانداردهای تصفیه آب زیر برای خدمات طولانی مدت بدون حفره می باشد.

کلر آزاد باقیمانده (ppm) pH اقدام توصیه شده<0.5 Any No action required
>7.5 بدون اقدام; قابل تحمل 0.5-1.0
0.5-1.0 <7.5 Adjust pH to >7.5 با هیدروکسید سدیم یا با دقت مشاهده کنید
1.0-1.5 >8.0 قابل قبول؛ هر 2 سال یکبار معاینه کنید
1.0-1.5 7.0-8.0 کاهش کلر یا ارتقاء به 316L با پرداخت برقی
1.5-2.0 >8.0 کاهش کلر یا به روز رسانی بخاری
1.5-2.0 <8.0 Dechlorination (injection of activated carbon or sodium sulphite) necessary2.0 Any Dechlorination necessary; upgrade to titanium?
شناسایی میدانی کلر-با ایجاد حفره

حفره کلر باقیمانده باعث ایجاد گودال هایی می شود که عموماً کوچک هستند (قطر 0.1-0.5 میلی متر)، متعدد، و به طور یکنواخت در سطح غلاف توزیع می شوند (برخلاف حفره های ناشی از کلرید که بزرگتر و کم تعداد هستند). گودال‌ها اغلب توسط یک حلقه کاتدی روشن احاطه شده‌اند و مرکز قهوه‌ای تیره یا سیاه دارند (اکسید منگنز حاصل از انحلال در داخل). هنگامی که هم کلر بالا و هم کلرید بالا (بیش از 200 پی پی ام) در آب وجود دارد، این دو اثر به طور هم افزایی عمل می کنند و آستانه 30-50٪ کاهش می یابد. اگر یک بخاری در یک سیستم آب گرم خانگی با ایجاد حفره در عرض 2 تا 3 سال از کار بیفتد، کلر باقیمانده باید در چندین مکان (ورودی، مخزن، خروجی) آزمایش شود تا ببینیم آیا سنبله ها از آستانه ها فراتر می روند یا خیر.

نتیجه گیری 316 Heater Life @ 60 درجه مدیریت کلر باقیمانده

در pH 7.5، غلظت کلر آزاد باقیمانده بالاتر از 1.5 ppm، خوردگی حفره‌ای 316 گرم کن‌های فولادی ضد زنگ در آب گرم خانگی در دمای 60 درجه را در عرض 2-5 سال تسریع می‌کند و عمر بخاری را در مقایسه با آب بدون کلر بین 3 تا 10 درصد کاهش می‌دهد. PH بالاتر (8.0-8.5) می تواند غلظت کلر را دو برابر کند. PH پایین (6.5-7.0) حد مجاز را به نصف کاهش می دهد. مهندسانی که 316 غلاف را برای گرم کردن آب آشامیدنی مشخص می‌کنند باید داده‌های کیفیت آب از جمله کلر آزاد باقیمانده و pH را در دمای عملیاتی تخمینی جمع‌آوری کنند. برای سیستم هایی با کلر بیشتر از 1.5 پی پی ام، دکلره (فیلتراسیون کربن فعال یا تزریق سولفیت سدیم) یا ارتقاء به 316 لیتر با پرداخت الکتروپلی شده پیشنهاد می شود. در اینجا ما روشی ارائه می‌دهیم که به خریداران اجازه می‌دهد برنامه‌های تصفیه آب را انتخاب کنند که از 316 غلاف در برابر خوردگی ناشی از مواد ضدعفونی کننده در سرویس آب گرم خانگی با همبستگی غلظت کلر و pH با مدت زمان شروع حفره‌های قابل اندازه‌گیری محافظت می‌کند.