A 90 fokos ioncserélt vízrendszerekben az összes szerves szén (TOC) származhat az ioncserélő gyanta lebomlásából, a biofilm növekedéséből vagy a tápvíz szennyeződéséből. Amikor egy 7. fokozatú titánhüvelyes fűtőberendezés ilyen vízben működik, a forró felületen szerves vegyületek pirolizálnak, és széntartalmú lerakódást hagynak maguk után. Ez a lerakódás réseket és -lerakódás alatti galvánelemeket hoz létre. A szénréteg vezetőképes és katódos a titánnal szemben, ami az alatta lévő titán anódos feloldódását eredményezi. A lerakódás alatti korrózió megelőzésére megengedhető maximális TOC 0,5 ppm (500 ppm). E szint felett 500–1000 órán belül pirolizált szénlerakódások képződnek, ami évi 0,05–0,20 mm-es gödrösödést eredményez.

A pirolitikus szénlerakódás kialakulásának és a lerakódás alatti korróziónak a mechanizmusa

90 fokon a vízben lévő szerves vegyületek hőbomláson (pirolízisen) mennek keresztül a forró titán felületen. A reakció során amorf szén és illékony termékek képződnek. A szénlerakódás kezdetben vékony, de idővel felhalmozódik. A lerakódás elektromosan vezető és elektrokémiailag nemes a titánhoz képest. A lerakódás alatt az oxigén kimerül, és a kloridok (a szennyeződések nyomaiból) koncentrálódnak. A szén alatti titán anódossá válik és feloldódik. A nagy szénnel borított felület katódként működik, és gyors lokális korróziót vált ki. A 7-es fokozatú titán palládiumtartalma nem akadályozza meg a szénlerakódást, de csökkentheti a lerakódás alatti{10}}korróziós arányt, ha a lerakódás kialakul.

Kvantitatív szénlerakódás kialakulása és lyukképződés a TOC függvényeként

Ellenőrzött tesztelés ioncserélt vízben (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.

A klorid és az oldott oxigén hatása a TOC toleranciára

A klorid jelenléte a vízben jelentősen csökkenti a megengedett TOC-t. 10 ppb kloridnál a megengedett TOC a<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.

TOC-szabályozási útmutató nagy{0}}tisztaságú vízmelegítőkhöz

Az alábbi táblázat ajánlásokat ad a 90 fokos ionmentesített vízben megengedett maximális TOC-ra vonatkozóan a 7. fokozatú titán fűtőberendezéseknél, a kloridszint és a kívánt élettartam alapján.

Mérnöki tervezés a TOC-szabályozáson túl

A titán minőség befolyásolja a lerakódás alatti korróziót. A 7. fokozat 2-3-szor alacsonyabb lerakódás alatti-korróziót mutat, mint a 2. fokozat ugyanolyan vastagságú szénlerakódás esetén. A falvastagság lehetővé teszi a gödör behatolását; egy 2,0 mm-es fal évi 0,10 mm-es gödrösítéssel 20 évig bírja. A vízkezelő rendszernek tartalmaznia kell egy TOC monitort 0,4 ppm-re beállított riasztással. A fűtőberendezés előtti aktív szén szűrés eltávolítja a szerves vegyületeket, mielőtt azok elérnék a forró felületet. A fűtőtest időszakos tisztítása 5%-os citromsavval 60 fokon 2 órán keresztül eltávolítja a szénlerakódásokat anélkül, hogy megtámadná a titánt.

Tájékozott specifikáció készítése

A 7-es fokozatú titánhüvelyes fűtőtesteknél 90 fokos ionmentesített vízben tartsa az összes szerves széntartalmat 0,3 ppm alatt a 10{15}}éves élettartam érdekében. Szereljen fel egy TOC-elemzőt a vízellátásra 0,4 ppm-es riasztással és egy reteszeléssel, amely csökkenti a fűtés teljesítményét, vagy leállítja a rendszert, ha a TOC meghaladja a 0,6 ppm-et. A 0,5 ppm feletti TOC-val rendelkező meglévő rendszerek esetén adjon hozzá aktív szénszűrőt vagy UV-oxidáló egységet a szerves anyagok csökkentésére. Működés közben évente ellenőrizze a fűtőfelületet; ha sötét szénlerakódások láthatók, tisztítsa meg a fűtőtestet 5%-os citromsavval 60 fokon 2 órán keresztül. A TOC 0,5 ppm alatti szabályozásával a mérnök megakadályozza a pirolizált szénlerakódások kialakulását és az alullerakódások korrózióját a nagy tisztaságú vízszolgáltatás során.