Titanove grelne cevi se pogosto uporabljajo za ogrevanje industrijskih sistemov za čiščenje odpadne vode zaradi izjemne odpornosti na kloride in organske kisline. Vendar številne vrste industrijskih odpadnih voda vsebujejo visoko raztopljene trdne snovi (soli, ione težkih kovin, suspendirane mineralne snovi). Visoka skupna raztopljena trdna snov (TDS) zviša prevodnost medija, pospeši obraščanje usedlin in okrepi lokalizirano razpokano korozijo, ki postopoma razgradi pasivni film titanovega dioksida in skrajša servisni cikel grelnih sklopov, tudi brez fluorida ali močne vroče alkalije.
Visoka vsebnost raztopljenih trdnih snovi močno izboljša električno prevodnost elektrolita v odpadni vodi. Čista voda z nizko-TDS ima šibko mobilnost ionov, kar omejuje stopnjo galvanske in razpokane korozije. Ko koncentracija TDS naraste nad 5000 mg/L, masivni prosti ioni drastično povečajo prevodnost tekočine. Vsaka drobna praska ali odrgnina na titanovem pasivnem filmu tvori mikro galvanski člen z nedotaknjenim okoliškim filmom. Sredstvo z visoko-prevodnostjo pospeši prenos elektronov, zaradi česar se plitke površinske napake veliko hitreje razširijo v globoke jamice kot v vodi z nizko-slanostjo. Zvarne cone z inherentno tanjšim oksidnim filmom postanejo primarna žarišča korozije.
Nenehne toplotne padavine tvorijo gosto mineralno obraščanje, ki pokriva steno cevi. Topnost večine anorganskih soli (kalcij, magnezij, sulfat, klorid) pri povišani temperaturi segrevanja močno pade. Visoka vsebnost raztopljenih trdnih snovi vodi do hitrega odlaganja vodnega kamna, tesno pritrjenega na površino titana, kar ustvarja zaprto režo med vodnim kamnom in kovinsko matriko. Znotraj te mikro špranje je koncentracija korozivnih ionov, kot je klorid, več desetkrat večja kot v glavni odpadni vodi. Čeprav je titan dobro odporen na običajne ravni klorida, ultra-visoka lokalizirana koncentracija klorida pod vodnim kamnom počasi raztopi zunanjo pasivno plast in sproži skrito pod-nanosi korozijo, ki je ni mogoče odstraniti z rednim preprostim izpiranjem.
Raztopljeni ioni težkih kovin predstavljajo nevarnost sekundarne galvanske korozije. Odpadna voda z visokim TDS običajno vsebuje ione železa, mangana, niklja in cinka. Ti kovinski ioni se po segrevanju izločijo v oksidne usedline na površini titanove cevi. Izločene usedline težkih kovin imajo drugačen elektrodni potencial kot čista titanova matrika in tvorijo neštete miniaturne galvanske člene, razporejene po vsej steni cevi. Vsaka zaplata usedline deluje kot katoda, izpostavljeni titan pod njo pa postane anoda, kar vodi do enakomernega mikro-pitinga, ki se med dolgotrajnim-delovanjem razširi po grelni površini.
Pogoji z nizko vsebnostjo raztopljenega kisika v odpadni vodi z visoko-TDS poslabšajo sposobnost samo{1}}popravljanja filma. Visoka koncentracija soli zmanjša topnost kisika v vodi. Pasivni film TiO₂ temelji na raztopljenem kisiku za popravilo površinskih prask in stanjšanih območij. Pomanjkanje kisika v kombinaciji z visoko ionsko prevodnostjo ustvarja dvojni učinek poškodbe: pasivni film se ne more pravočasno regenerirati, medtem ko visoko-prevodni elektrolit pospeši korozijsko reakcijo na vseh okvarjenih točkah. Statični rezervoarji za odpadne vode z ničelnim kroženjem predstavljajo največjo nevarnost staranja za titanove grelne cevi.
Ciljni prilagoditveni ukrepi podaljšujejo življenjsko dobo v delovnih pogojih z visokim TDS. Najprej namestite spletno opremo za predobdelavo mehčanja, da zmanjšate vsebnost kalcijevih in magnezijevih ionov ter upočasnite padavine. Drugič, povečajte hitrost srednjega cirkulacijskega toka nad 1,2 m/s, da zmanjšate oprijem usedlin na stenah cevi. Tretjič, dodajte redno redno luženje z blago organsko kislino, da vsak mesec odstranite nakopičen mineralni kamen. Četrtič, opremite prezračevalne naprave za dvig raztopljenega kisika nad 6 mg/L, da ohranite sposobnost samo-popravljanja pasivnega filma. Petič, skrajšajte inšpekcijski cikel na vsaka dva meseca, da preverite debelino stene in površinske luknje.
表格
| Raven TDS za odpadne vode | Vpliv korozije na titanove grelne cevi | Ustrezna kontrolna rešitev |
|---|---|---|
| Nizek TDS (<1000 mg/L), zadostno prezračevanje | Samo počasno enakomerno razbarvanje, dolga življenjska doba | Zadostuje četrtletno redno vzdrževanje s splakovanjem |
| Srednji TDS (1000–5000 mg/L), statična cirkulacija | Zmerno kopičenje vodnega kamna, razpršene mikro{0}}jamice | Povečajte hitrost pretoka, mesečno čiščenje umazanije |
| Visok TDS (>5000 mg/L), nizka vsebnost raztopljenega kisika | Hude razpoke pod{0}}nanosi, korozija usedlin težkih kovin | Predpriprava za mehčanje vode + stalno prezračevanje |
| Odpadna voda z visokim TDS z ioni težkih kovin | Razširjena miniaturna galvanska korozija zaradi usedlin kovinskih oksidov | Redno kislinsko odstranjevanje vodnega kamna + dvo-mesečno zaznavanje površinskega potenciala |
Kratek povzetek
Visoka vsebnost raztopljenih trdnih snovi poveča prevodnost odpadne vode, spodbuja nastajanje toplotnega mineralnega obraščanja in zmanjša vsebnost raztopljenega kisika, s čimer se skupaj pospešuje tanjšanje pasivnega filma in pod{0}}pitting titanovih grelnih cevi. Predobdelava za znižanje koncentracije soli, izboljšanje kroženja tekočine in dopolnitev raztopljenega kisika lahko učinkovito ublaži poškodbe zaradi korozije in podaljša življenjsko dobo opreme v ogrevalnih sistemih industrijske odpadne vode.
