В системи с дейонизирана вода, работещи при 90 градуса, общият органичен въглерод (TOC) може да произхожда от разграждане на йонообменна смола, растеж на биофилм или замърсяване на захранващата вода. Когато нагревател с титаниева обвивка степен 7 работи в такава вода, органичните съединения пиролизират върху горещата повърхност, оставяйки въглеродни отлагания. Това отлагане създава пукнатини и под-отлагане на галванични елементи. Въглеродният слой е проводим и катоден за титана, предизвиквайки анодно разтваряне на титана отдолу. Максимално допустимият TOC за предотвратяване на корозия при недостатъчно отлагане е 0,5 ppm (500 части на милиард). Над това ниво се образуват пиролизирани въглеродни отлагания в рамките на 500–1000 часа, което води до нива на питинг от 0,05–0,20 mm на година.

Механизмът на образуване на пиролитични въглеродни отлагания и корозия на недостатъчни отлагания

При 90 градуса органичните съединения във водата претърпяват термично разлагане (пиролиза) върху горещата повърхност на титан. Реакцията произвежда аморфен въглерод и летливи продукти. Въглеродните отлагания първоначално са тънки, но се натрупват с течение на времето. Депозитът е електропроводим и електрохимично благороден в сравнение с титана. Под отлаганията кислородът се изчерпва и хлоридите (от следи от примеси) се концентрират. Титанът под въглерода става аноден и се разтваря. Голямата повърхност, покрита с въглерод-, действа като катод, предизвиквайки бърза локализирана корозия. Съдържанието на паладий от клас 7 в титана не предотвратява отлагането на въглерод, но може да намали степента на корозия на под{10}}отлаганията, след като се образуват отлаганията.

Количествено образуване на въглеродни отлагания и питинг като функция на TOC

Контролирано изпитване в дейонизирана вода (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.

Влияние на хлорида и разтворения кислород върху толерантността към TOC

Наличието на хлорид във водата понижава значително допустимия TOC. При 10 ppb хлорид, допустимият TOC за<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.

Ръководство за контрол на TOC за бойлери с висока{0}}чистота

Следната таблица предоставя препоръки за максимално допустим TOC в дейонизирана вода при 90 градуса за титаниеви нагреватели степен 7, въз основа на нивото на хлорид и желания експлоатационен живот.

Инженерство отвъд контрола на TOC

Степента на титан влияе върху корозията на недостатъчното отлагане. Степен 7 има 2–3 пъти по-ниски нива на корозия на под-отлаганията от степен 2 за същата дебелина на въглеродните отлагания. Дебелината на стената осигурява възможност за проникване на яма; 2,0 мм стена с 0,10 мм годишно питинг издържа 20 години. Системата за пречистване на вода трябва да включва TOC монитор с аларма, настроена на 0,4 ppm. Филтрирането с активен въглен преди нагревателя премахва органичните съединения, преди да достигнат горещата повърхност. Периодичното почистване на нагревателя с 5% лимонена киселина при 60 градуса за 2 часа премахва въглеродните отлагания, без да атакува титана.

Създаване на информирана спецификация

За нагревател от титаниева обвивка степен 7 в дейонизирана вода при 90 градуса поддържайте общия органичен въглерод под 0,3 ppm за 10-годишен експлоатационен живот. Инсталирайте TOC анализатор на водоснабдяването с аларма при 0,4 ppm и блокировка, която намалява мощността на нагревателя или изключва системата, ако TOC надвишава 0,6 ppm. За съществуващи системи с TOC над 0,5 ppm, добавете филтър с активен въглен или UV окислител, за да намалите органичните вещества. По време на работа инспектирайте повърхността на нагревателя всяка година; ако се виждат тъмни въглеродни отлагания, почистете нагревателя с 5% лимонена киселина при 60 градуса за 2 часа. Като контролира TOC под 0,5 ppm, инженерът предотвратява образуването на пиролизирани въглеродни отлагания и корозията на недостатъчните отлагания при водоснабдяване с висока чистота.