لوله های گرمایش تیتانیوم به دلیل مقاومت فوق العاده در برابر کلرید و اسید آلی به طور گسترده برای گرم کردن سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده می شود. با این حال، بسیاری از انواع فاضلاب صنعتی حاوی مواد جامد محلول بالا (نمک ها، یون های فلزات سنگین، مواد معدنی معلق) هستند. کل جامدات محلول بالا (TDS) رسانایی متوسط را افزایش می دهد، رسوب رسوب را تسریع می کند و خوردگی شکاف موضعی را تقویت می کند، که به تدریج فیلم غیرفعال دی اکسید تیتانیوم را تخریب می کند و چرخه سرویس مجموعه های گرمایش را کوتاه می کند، حتی بدون فلوراید یا قلیایی داغ قوی.
جامدات محلول بالا هدایت الکتریکی الکترولیت فاضلاب را تا حد زیادی بهبود می بخشد. آب تمیز کم{1}}TDS دارای تحرک یونی ضعیف است که سرعت خوردگی گالوانیکی و شکافی را محدود میکند. هنگامی که غلظت TDS به بالای 5000 میلی گرم در لیتر می رسد، یون های آزاد عظیم به شدت هدایت مایع را افزایش می دهند. هر گونه خراش یا نقص کوچک سایشی روی فیلم غیرفعال تیتانیوم یک سلول میکرو گالوانیکی را با لایه سالم اطراف تشکیل می دهد. محیط رسانایی بالا انتقال الکترون را تسریع میکند و باعث میشود نقصهای سطحی کمعمق به حفرههای عمیق بسیار سریعتر از آبهای با شوری کم گسترش پیدا کنند. مناطق جوش با لایه اکسیدی نازکتر ذاتاً به کانونهای اصلی خوردگی تبدیل میشوند.
بارش حرارتی مداوم رسوب معدنی متراکمی را تشکیل می دهد که دیواره لوله را می پوشاند. حلالیت اکثر نمک های معدنی (کلسیم، منیزیم، سولفات، کلرید) در دمای بالا به شدت کاهش می یابد. مواد جامد محلول بالا منجر به رسوب سریع رسوب می شود که محکم به سطح تیتانیوم متصل می شود و شکاف مهر و موم شده ای بین مقیاس و ماتریس فلزی ایجاد می کند. در داخل این شکاف کوچک، یونهای خورنده مانند کلرید دهها برابر بیشتر از فاضلاب جریان اصلی متمرکز میشوند. اگرچه تیتانیوم در برابر سطوح معمولی کلرید به خوبی مقاومت میکند، غلظت کلرید موضعی فوقالعاده{4}}زیر مقیاس به آرامی لایه غیرفعال بیرونی را حل میکند و باعث ایجاد خوردگی پنهان در زیر-رسوب میشود که با شستشوی معمولی ساده قابل حذف نیست.
یون های محلول فلزات سنگین خطرات خوردگی گالوانیکی ثانویه را به همراه دارند. فاضلاب با TDS بالا معمولا حاوی یون های آهن، منگنز، نیکل و روی است. این یون های فلزی پس از حرارت دادن به رسوبات اکسید روی سطح لوله تیتانیوم رسوب می کنند. رسوبات فلزات سنگین رسوبشده دارای پتانسیل الکترودی متفاوتی با ماتریس تیتانیوم خالص هستند و سلولهای گالوانیک مینیاتوری بیشماری را تشکیل میدهند که در سراسر دیواره لوله توزیع شدهاند. هر وصله رسوبی به عنوان یک کاتد عمل می کند، و تیتانیوم در معرض زیر به آند تبدیل می شود، که منجر به ایجاد حفره های یکنواخت میکرو{4}}در سطح گرمایش در طول عملیات طولانی مدت-می شود.
وضعیت اکسیژن محلول کم در فاضلاب{0}}TDS بالا ظرفیت خود تعمیری فیلم را بدتر می کند. غلظت بالای نمک باعث کاهش حلالیت اکسیژن در آب می شود. فیلم غیرفعال TiO2 به اکسیژن محلول برای ترمیم خراش های سطحی و نازک شدن نواحی متکی است. کمبود اکسیژن همراه با هدایت یونی بالا یک اثر آسیب دوگانه ایجاد می کند: فیلم غیرفعال نمی تواند به موقع بازسازی شود، در حالی که الکترولیت با رسانایی بالا واکنش خوردگی را در همه نقاط معیوب تسریع می کند. مخازن ذخیره فاضلاب استاتیک با گردش صفر شدیدترین خطر پیری را برای لوله های گرمایش تیتانیوم ایجاد می کنند.
اقدامات تنظیم هدفمند عمر سرویس را تحت شرایط کاری TDS بالا افزایش می دهد. ابتدا، تجهیزات پیش تصفیه نرمکننده آنلاین را برای کاهش محتوای یون کلسیم و منیزیم و بارش در مقیاس آهسته نصب کنید. دوم، برای کاهش چسبندگی رسوب بر روی دیواره لوله، سرعت جریان گردش متوسط را بالاتر از 1.2 متر بر ثانیه افزایش دهید. سوم، تمیز کردن منظم دورهای ترشی را با اسید آلی ملایم اضافه کنید تا رسوبات معدنی انباشته شده را هر ماه از بین ببرید. چهارم، تجهیز دستگاه های هوادهی برای بالا بردن اکسیژن محلول به بالای 6 میلی گرم در لیتر برای حفظ قابلیت خود ترمیم فیلم غیرفعال. پنجم، چرخه بازرسی را هر دو ماه یکبار کوتاه کنید تا ضخامت دیوار و سوراخ شدن سطح را بررسی کنید.
表格
| سطح TDS فاضلاب | تاثیر خوردگی بر روی لوله های گرمایش تیتانیوم | راه حل کنترل مربوطه |
|---|---|---|
| TDS پایین (1000 میلی گرم در لیتر)، هوادهی کافی | فقط تغییر رنگ یکنواخت آهسته، عمر طولانی | نگهداری معمول سه ماهه شستشو کافی است |
| TDS متوسط (1000-5000 میلی گرم در لیتر)، گردش استاتیک | تجمع مقیاس متوسط، ریز-چاله های پراکنده | افزایش سرعت جریان، تمیز کردن ماهانه رسوب |
| TDS بالا (5000 میلی گرم در لیتر)، اکسیژن محلول کم | حفرههای شدید در زیر{0}}رسوب، خوردگی رسوب فلزات سنگین | پیش تصفیه آب + هوادهی مداوم |
| فاضلاب TDS بالا با یون های فلزات سنگین | خوردگی گالوانیکی مینیاتوری گسترده از رسوبات اکسید فلزی | رسوب زدایی منظم اسید + شناسایی ماهانه پتانسیل سطحی دو- |
خلاصه مختصر
جامدات محلول بالا رسانایی فاضلاب را افزایش میدهند، رسوب مواد معدنی حرارتی را افزایش میدهند و محتوای اکسیژن محلول را کاهش میدهند، به طور مشترک نازک شدن فیلم غیرفعال و زیر{0} سوراخ شدن لولههای گرمایش تیتانیوم را تسریع میکنند. پیش تصفیه برای کاهش غلظت نمک، افزایش گردش سیال و مکمل اکسیژن محلول می تواند به طور موثر آسیب خوردگی را کاهش دهد و عمر مفید تجهیزات را در سیستم های گرمایش فاضلاب صنعتی افزایش دهد.
