Tytanowe rury grzejne są szeroko stosowane do ogrzewania przemysłowych oczyszczalni ścieków ze względu na wyjątkową odporność na chlorki i kwasy organiczne. Jednakże wiele rodzajów ścieków przemysłowych zawiera duże ilości rozpuszczonych substancji stałych (sole, jony metali ciężkich, zawieszone substancje mineralne). Wysoka zawartość rozpuszczonych substancji stałych (TDS) zwiększa przewodność medium, przyspiesza osadzanie się osadów i wzmacnia miejscową korozję szczelinową, która stopniowo niszczy pasywną warstwę dwutlenku tytanu i skraca cykl serwisowy zespołów grzewczych, nawet bez fluoru lub silnych, gorących zasad.
Wysoko rozpuszczone substancje stałe znacznie poprawiają przewodność elektryczną elektrolitu w ściekach. Czysta woda o niskim-TDS ma słabą ruchliwość jonów, co ogranicza szybkość korozji galwanicznej i szczelinowej. Kiedy stężenie TDS wzrasta powyżej 5000 mg/l, masywne wolne jony drastycznie zwiększają przewodność cieczy. Wszelkie drobne rysy lub uszkodzenia spowodowane ścieraniem na tytanowej folii pasywnej tworzą ogniwo mikrogalwaniczne z nienaruszoną otaczającą folią. Medium o wysokiej-przewodności przyspiesza transfer elektronów, powodując, że płytkie defekty powierzchniowe rozszerzają się do głębokich wżerów znacznie szybciej niż w wodzie o niskim-zasoleniu. Strefy spawania z naturalnie cieńszą warstwą tlenku stają się głównymi gorącymi punktami korozji.
Ciągłe opady termiczne tworzą gęsty osad mineralny pokrywający ściankę rury. Rozpuszczalność większości soli nieorganicznych (wapnia, magnezu, siarczanów, chlorków) gwałtownie spada w podwyższonej temperaturze ogrzewania. Wysoka zawartość rozpuszczonych substancji stałych prowadzi do szybkiego osadzania się kamienia, ściśle związanego z powierzchnią tytanu, tworząc szczelną szczelinę pomiędzy zgorzeliną a metalową osnową. Wewnątrz tej mikroszczeliny jony korozyjne, takie jak chlorki, koncentrują się dziesiątki razy w ilości większej niż w głównych ściekach. Mimo że tytan jest dobrze odporny na normalny poziom chlorków, bardzo-wysokie zlokalizowane stężenie chlorków pod kamieniem powoli rozpuszcza zewnętrzną warstwę pasywną i wyzwala ukrytą-korozję osadów, której nie można usunąć zwykłym zwykłym płukaniem.
Rozpuszczone jony metali ciężkich powodują wtórne zagrożenie korozją galwaniczną. Ścieki o wysokim TDS zawierają zwykle jony żelaza, manganu, niklu i cynku. Te jony metali wytrącają się po podgrzaniu, tworząc osady tlenkowe na powierzchni rury tytanowej. Wytrącone osady metali ciężkich mają inny potencjał elektrody niż matryca z czystego tytanu, tworząc niezliczone miniaturowe ogniwa galwaniczne rozmieszczone na całej ściance rury. Każda plama osadu działa jak katoda, a odsłonięty tytan znajdujący się pod spodem staje się anodą, co prowadzi do równomiernego-wżerów rozprzestrzeniających się na powierzchni grzewczej podczas- długotrwałej pracy.
Niski poziom rozpuszczonego tlenu w ściekach o wysokim-TDS pogarsza zdolność filmu do samonaprawy-. Wysokie stężenie soli zmniejsza rozpuszczalność tlenu w wodzie. Warstwa pasywna TiO₂ wykorzystuje rozpuszczony tlen do naprawy zadrapań i przerzedzeń na powierzchni. Niedobór tlenu w połączeniu z wysoką przewodnością jonów powoduje podwójne uszkodzenie: warstwa pasywna nie może się regenerować na czas, podczas gdy elektrolit o wysokiej-przewodności przyspiesza reakcję korozji we wszystkich uszkodzonych miejscach. Statyczne zbiorniki na ścieki z zerowym obiegiem stwarzają najpoważniejsze ryzyko starzenia się tytanowych rur grzewczych.
Ukierunkowane środki dostosowawcze wydłużają żywotność w warunkach pracy z wysokim TDS. Najpierw zainstaluj sprzęt do wstępnej obróbki zmiękczającej online, aby zmniejszyć zawartość jonów wapnia i magnezu oraz spowolnić wytrącanie kamienia. Po drugie, zwiększyć prędkość przepływu medium cyrkulacyjnego powyżej 1,2 m/s, aby zmniejszyć przyleganie osadu do ścianek rurki. Po trzecie, co miesiąc regularnie stosuj trawienie przy użyciu łagodnego kwasu organicznego, aby usunąć nagromadzony kamień mineralny. Po czwarte, wyposażyć urządzenia napowietrzające w celu podniesienia poziomu rozpuszczonego tlenu powyżej 6 mg/l, aby utrzymać zdolność samonaprawy-powłoki pasywnej. Po piąte, skróć cykl inspekcji do co dwa miesiące, aby sprawdzić grubość ścianki i wżery na powierzchni.
表格
| Poziom TDS ścieków | Wpływ korozji na tytanowe rury grzewcze | Odpowiednie rozwiązanie sterujące |
|---|---|---|
| Niski TDS (<1000 mg/L), wystarczające napowietrzanie | Tylko powolne, jednolite odbarwienie, długa żywotność | Wystarczająca jest rutynowa, kwartalna konserwacja płukania |
| Średni TDS (1000–5000 mg/L), obieg statyczny | Umiarkowane nagromadzenie kamienia, rozproszone mikro-jamy | Zwiększyć prędkość przepływu, co miesiąc usuwać zanieczyszczenia |
| Wysoki TDS (>5000 mg/L), niski poziom rozpuszczonego tlenu | Poważne wżery-pod szczeliną osadu, korozja osadów metali ciężkich | Wstępna obróbka zmiękczająca wodę + ciągłe napowietrzanie |
| Ścieki o wysokim TDS z jonami metali ciężkich | Powszechna miniaturowa korozja galwaniczna spowodowana osadami tlenków metali | Regularne odkamienianie kwasem + co dwa-miesiące wykrywanie potencjału powierzchniowego |
Krótkie podsumowanie
Wysoko rozpuszczone substancje stałe zwiększają przewodność ścieków, sprzyjają termicznemu wytrącaniu się osadów mineralnych i zmniejszają zawartość rozpuszczonego tlenu, wspólnie przyspieszając rozrzedzanie folii pasywnej i-wżery pod osadami w tytanowych rurach grzewczych. Wstępna obróbka mająca na celu obniżenie stężenia soli, poprawę cyrkulacji płynów i uzupełnienie rozpuszczonego tlenu może skutecznie złagodzić uszkodzenia korozyjne i wydłużyć żywotność sprzętu w przemysłowych systemach ogrzewania ścieków.
