Tiub pemanasan titanium digunakan secara meluas untuk memanaskan sistem rawatan air sisa industri kerana rintangan yang luar biasa terhadap klorida dan asid organik. Walau bagaimanapun, banyak jenis air sisa industri mengandungi pepejal terlarut yang tinggi (garam, ion logam berat, bahan mineral terampai). Jumlah pepejal terlarut (TDS) yang tinggi meningkatkan kekonduksian sederhana, mempercepatkan kekotoran sedimen dan menguatkan kakisan celah setempat, yang secara beransur-ansur merendahkan filem pasif titanium dioksida dan memendekkan kitaran servis pemasangan pemanas, walaupun tanpa fluorida atau alkali panas yang kuat.
Pepejal terlarut yang tinggi meningkatkan kekonduksian elektrik elektrolit air sisa. Air bersih-TDS rendah mempunyai mobiliti ion yang lemah, yang mengehadkan kadar kakisan galvanik dan celah. Apabila kepekatan TDS meningkat melebihi 5000 mg/L, ion bebas besar-besaran secara drastik meningkatkan kekonduksian cecair. Sebarang calar kecil atau kecacatan lelasan pada filem pasif titanium membentuk sel galvanik mikro dengan filem sekeliling yang utuh. Medium kekonduksian tinggi-mempercepatkan pemindahan elektron, menjadikan kecacatan permukaan cetek berkembang menjadi lubang pitting dalam dengan lebih cepat daripada air dengan kemasinan-rendah. Zon kimpal dengan filem oksida yang lebih nipis menjadi titik panas kakisan utama.
Kerpasan terma berterusan membentuk kekotoran mineral padat yang meliputi dinding tiub. Keterlarutan kebanyakan garam tak organik (kalsium, magnesium, sulfat, klorida) menurun secara mendadak pada suhu pemanasan yang tinggi. Pepejal terlarut yang tinggi membawa kepada pemendapan skala cepat yang dilekatkan pada permukaan titanium, mewujudkan celah tertutup antara skala dan matriks logam. Di dalam celah mikro ini, ion menghakis seperti klorida menumpukan berpuluh-puluh kali lebih tinggi daripada air sisa arus perdana. Walaupun titanium menahan paras klorida normal dengan baik, kepekatan klorida setempat yang ultra-tinggi di bawah skala perlahan-lahan melarutkan lapisan pasif luar dan mencetuskan tersembunyi di bawah-kakisan deposit yang tidak boleh disingkirkan dengan curahan mudah biasa.
Ion terlarut logam berat membawa bahaya kakisan galvanik sekunder. Air sisa dengan TDS yang tinggi biasanya mengandungi ion besi, mangan, nikel dan zink. Ion-ion logam ini memendakan menjadi mendapan oksida pada permukaan tiub titanium selepas dipanaskan. Sedimen logam berat yang dimendakan mempunyai potensi elektrod yang berbeza daripada matriks titanium tulen, membentuk sel galvanik kecil yang tidak terkira banyaknya yang diedarkan di seluruh dinding tiub. Setiap tampalan sedimen bertindak sebagai katod, dan titanium terdedah di bawahnya menjadi anod, yang membawa kepada penyebaran mikro-seragam merentasi permukaan pemanasan sepanjang operasi-panjang.
Keadaan oksigen terlarut yang rendah dalam-air sisa TDS tinggi memburukkan kapasiti pembaikan sendiri-filem. Kepekatan garam yang tinggi mengurangkan keterlarutan oksigen dalam air. Filem pasif TiO₂ bergantung pada oksigen terlarut untuk membaiki calar permukaan dan kawasan penipisan. Kekurangan oksigen digabungkan dengan kekonduksian ion yang tinggi menghasilkan kesan kerosakan dwi: filem pasif tidak dapat menjana semula tepat pada masanya, manakala elektrolit-kekonduksian tinggi mempercepatkan tindak balas kakisan pada semua titik rosak. Tangki simpanan air sisa statik dengan peredaran sifar memberikan risiko penuaan yang paling teruk untuk tiub pemanasan titanium.
Langkah pelarasan yang disasarkan memanjangkan hayat perkhidmatan di bawah keadaan kerja TDS yang tinggi. Mula-mula, pasang peralatan prarawatan pelembut dalam talian untuk mengurangkan kandungan ion kalsium dan magnesium serta kerpasan skala perlahan. Kedua, tingkatkan halaju aliran peredaran sederhana melebihi 1.2 m/s untuk mengurangkan lekatan sedimen pada dinding tiub. Ketiga, tambah pembersihan berkala berkala dengan asid organik ringan untuk menanggalkan skala mineral terkumpul setiap bulan. Keempat, lengkapkan peranti pengudaraan untuk menaikkan oksigen terlarut melebihi 6 mg/L untuk mengekalkan keupayaan pembaikan sendiri-salur pasif. Kelima, pendekkan kitaran pemeriksaan kepada setiap dua bulan untuk memeriksa ketebalan dinding dan lubang permukaan.
表格
| Tahap TDS air sisa | Kesan Kakisan pada Tiub Pemanas Titanium | Penyelesaian Kawalan Sepadan |
|---|---|---|
| TDS rendah (<1000 mg/L), pengudaraan yang mencukupi | Perubahan warna seragam yang perlahan sahaja, hayat perkhidmatan yang panjang | Penyelenggaraan pembilasan rutin suku tahunan adalah mencukupi |
| TDS sederhana (1000–5000 mg/L), peredaran statik | Pengumpulan skala sederhana, lubang mikro- bertaburan | Tingkatkan halaju aliran, pembersihan kekotoran bulanan |
| TDS tinggi (>5000 mg/L), oksigen terlarut rendah | Lubang celah deposit yang teruk di bawah-, kakisan sedimen logam berat | Prarawatan pelembutan air + pengudaraan berterusan |
| Air sisa TDS tinggi dengan ion logam berat | Kakisan galvanik kecil yang meluas daripada mendapan oksida logam | Penyahkerak asid biasa + pengesanan potensi permukaan dua-bulanan |
Ringkasan Ringkas
Pepejal terlarut yang tinggi meningkatkan kekonduksian air buangan, menggalakkan pemendakan pengotoran mineral terma dan mengurangkan kandungan oksigen terlarut, secara bersama-sama mempercepatkan penipisan filem pasif dan di bawah-adu deposit tiub pemanasan titanium. Prarawatan untuk menurunkan kepekatan garam, meningkatkan peredaran bendalir dan menambah oksigen terlarut dengan berkesan boleh mengurangkan kerosakan kakisan dan memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan dalam sistem pemanasan air sisa industri.
