Pie kādas konkrētas hlorīda koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācijas 1,2 milimetru 316 nerūsējošā tērauda apvalks 90 dienu laikā piedzīvo caurumu caurlaidību dzesēšanas torņa apvedceļa sildītāja servisā?

Iekārtu inženieri, kas strādā ar HVAC sistēmām un rūpniecisko procesu dzesēšanu ar dzesēšanas torņa apvada sildītājiem, saskaras ar skarbu korozijas vidi, kurā ir apvienots ūdens recirkulācija ar mainīgu hlorīda saturu un periodiska sildītāja darbība. Tipisks dzesēšanas torņa ūdens ir 200–2000 ppm hlorīda, pateicoties papildūdens un iztvaikošanas koncentrācijai, un karstajos mēnešos maksimums pārsniedz 5000 ppm. Apvedceļa sildītāji tiek cikliski ieslēgti un izslēgti, lai novērstu sasalšanu ziemā vai uzturētu procesa temperatūru, bieži vien ar lielām temperatūras svārstībām. Parasti tiek izvēlēts 1,2 mm 316 nerūsējošā tērauda apvalks, ņemot vērā prasības attiecībā uz termisko jutību un izmaksu ierobežojumu. Šis dokuments nosaka hlorīda saturu un apvalka virsmas temperatūras kombināciju, kas izraisa 1,2 mm 316 apvalka caurumu iekļūšanu 90 dienu laikā.

316 Pitting uzvedība dzesēšanas torņa ūdenī
Kritiskā punktu veidošanās temperatūra kontrolē 316 pretestību hlorīda šķīdumos, kas samazinās, palielinoties hlorīda koncentrācijai. Kritiskā bedres temperatūra dzesēšanas torņa ūdenī ar 500 ppm hlorīda ir aptuveni 60 °C. Tas pazeminās līdz 50°C pie 1000 ppm. Tas pazeminās līdz 40°C pie 2000 ppm. Kritiskā temperatūra pie 5000 ppm ir aptuveni 25°C. Un vatu blīvums apvedceļa sildītājā izraisa to, ka apvalka virsmas temperatūra parasti ir par 15–30 grādiem augstāka nekā kopējā ūdens temperatūra. Dzesēšanas tornis, kas darbojas pie 30 grādu ūdens un sildītāja ar 8 W/cm2, nodrošina apvalka virsmas temperatūru 45-55 grādus. Pie hlorīda koncentrācijas 1000 ppm sliekšņa bedru veidošanās temperatūra 50 grādi tiek pietuvināta vai pārsniegta, un kauliņu veidošanās notiek dažu dienu vai nedēļu laikā. Pēc palaišanas bedres siltā dzesēšanas torņa ūdenī aug ar ātrumu 0,2–1,0 mm mēnesī–1 un 1–4 mēnešos caurdursies 1,2 mm sienā. 90 dienu (3 mēnešu) iespiešanās slieksnis tiek sasniegts, ja hlorīda koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācija izraisa bedres sākšanos 30 dienās un proliferāciju nākamajās 60 dienās.

90 dienu kritiskie iespiešanās sliekšņi
Iegremdēšanas pārbaužu rezultāti, kas veikti 316 paraugiem sintētiskā dzesēšanas torņa ūdenī ar normālu izšķīdušā skābekļa saturu un pH 7,5–8,5, liecina par hlorīda koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācijām, kas 90 dienu laikā izraisa 1,2 mm sienu caurumu iespiešanos.

Hlorīda koncentrācija (ppm) Kritiskā punktveida temperatūra (°C) Apvalka virsmas temperatūra bedres ierosināšanai 30 dienu laikā Bedres izplatīšanās ātrums pie apvalka temperatūras (mm/mēnesī) Laiks līdz 1,2 mm iespiešanās pēc ierosināšanas (mēneši) Kopējais kalpošanas laiks (mēneši) 5000–6 5000°C. 70°C 0,3 – 0.5 2.5 – 4 3.5 – 5 500 – 800 55 – 60°C 60 – 65°C 0,4 – 0.7 1.7 – 3 2.7 – 4 800 – 1,200 45 – 55°C – 50 – 60 – 50 – 5}. – 3.5 1,200 – 1,500 40 – 45°C 45 – 50°C 0,7 – 1.2 1.0 – 1.7 2.0 – 2.7 1,500 – 2,000 35 – 40°C 40 – 45°C 0,8 – 1.5 0.8 –{45}} 2.5 2, 000 – 3,000 30 – 35°C 35 – 40°C 1,0 – 2.0 0.6 – 1.2 1.6 – 2.2 3, 000 – 5,000 25 – 30°C 30 – 35°C 1,5 – 70 – {{6}8 ar 1000 ppm hlorīda un sildītāju, kas rada 55°C apvalka virsmas temperatūru, tiek pārkāpts 90 dienu iespiešanās slieksnis. Bedrītes veidojas apmēram 30 dienas un izaug līdz 1,2 mm apmēram 1,5–2,5 mēnešu laikā, un kopējais mūžs ir 2,5–3,5 mēneši – tieši pie 90 dienu sliekšņa. Pie 1500 ppm hlorīda un 50 grādu apvalka virsmas temperatūras kopējais kalpošanas laiks samazinās līdz 2 mēnešiem.

Drošas darbības aploksne 90 dienu kalpošanas laikam
Tālāk esošajā tabulā parādīta maksimālā pieļaujamā lielapjoma dzesēšanas torņa ūdens temperatūra 1,2 mm 316 apvalkam pie dažādiem vatu blīvumiem, lai nodrošinātu 90 dienu kalpošanas laiku dažādos hlorīda koncentrācijas diapazonos. Vērtības nodrošina, ka apvalka virsmas temperatūra ir par 5°C zemāka par kritisko punktu veidošanās temperatūru nodrošinātajam hlorīda līmenim.

Hlorīda koncentrācijas diapazons (ppm) Kritiskā urbuma temperatūra mīnus 5 grādi drošības robeža Maksimālā drošā tilpuma temperatūra pie 5 W/cm2 (par 12 grādu pieaugumu) Maksimālā drošā tilpuma temperatūra pie 8 W/cm2 (paaugstinājums par 20 grādiem) Maksimālā drošā tilpuma temperatūra pie 10 W/cm2 (25 grādu pieaugums)
Zem 300 ppm 65°C 53°C 45°C 40°C 300 – 500 ppm 55°C 43°C 35°C 30°C 500 – 800 ppm 50°C 38°C 30°C 25°C 25°C 1,840 ppm 80°C 20°C 15°C 1200 – 1500 ppm 35°C 23°C 15°C 10°C 1500 – 2000 ppm 30°C 18°C 10°C 5°C Virs 2000 ppm Nav iespējams 5°C nav iespējams Zemāk
800 ppm hlorīda dzesēšanas tornim, kas darbojas 25 °C ūdens temperatūrā, 1,2 mm 316 apvalks pie 8 W/cm² nodrošina apvalka virsmas temperatūru aptuveni 45 °C. 800 ppm drošā robeža ir 40°C, un sildītājs šķērso slieksni. Vatu blīvums ir jāsamazina līdz 5 W/cm² (virsma 37°C) vai kopējā ūdens temperatūra jāsamazina, lai sasniegtu 90 dienu kalpošanas laiku.

Dizaina izmaiņas, lai pagarinātu dzīves ilgumu līdz vairāk nekā 90 dienām
Kalpošanas laiku var pagarināt ar trīs konstrukcijas modifikācijām dzesēšanas torņa apstākļos, ja 90 dienu kalpošanas laiks nav pietiekams un ir nepieciešams 1,2 mm 316 apvalks. Pirmkārt, ir jāuzstāda taimeris vai temperatūras regulators, kas ierobežo sildītāja darbību līdz laikam, kad kopējā ūdens temperatūra ir zemāka par 25°C. Darbība tikai ziemas mēnešos, kad dzesēšanas torņa ūdens ir auksts, samazina laiku pie paaugstinātas apvalka temperatūras. Otrā izmaiņa ir uzlabot ūdens ķīmijas regulējumu. Uzturot pH virs 8,0 un pievienojot korozijas inhibitoru, piemēram, ortofosfātu vai cinku, var mainīt drošo apvalku. Kritisko bedru veidošanās temperatūru var paaugstināt par 5–10°C. Trešā izmaiņa ir palielināt ūdens ātrumu visā apkures virsmā. Neliela apvada cilpa ar nelielu cirkulācijas sūkni var palielināt plūsmu no stacionāra līdz 1 m/s un samazināt apvalka virsmas temperatūras pieaugumu no 20 grādiem līdz 8{20}}10 grādiem ar tādu pašu vatu blīvumu. Dzesēšanas torņos, kad hlorīda koncentrācija nepārtraukti pārsniedz 1000 ppm, inženieriem ir jānorāda pret ievainojumiem izturīgāks sakausējums, piemēram, 317 nerūsējošais tērauds (3,5% molibdēns) vai titāns. Papildu izmaksas 317 virs 316 ir aptuveni 15–25%, bet kalpošanas laiks tiek pagarināts no 3–6 mēnešiem līdz 2–3 gadiem. Titāns ir labākā materiāla izvēle būtiskām HVAC vajadzībām, kur sildītāja atteice var izraisīt sasalšanas bojājumus. Norādot apvada sildītājus dzesēšanas torņiem, vienmēr iegūstiet hlorīda koncentrācijas datus no daudziem paraugu ņemšanas notikumiem visa gada garumā. Vasaras sildītājs, kas konstruēts ar 500 ppm hlorīda specifikāciju ziemas apstākļiem, drīz var sabojāties, kad hlorīdi tiek koncentrēti iztvaicējot līdz 2000 ppm. 90 dienu iespiešanās laiks nav noteikts skaitlis, bet gan paredzamas hlorīda koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras sekas. Novērtējot abus parametrus un piemērojot tabulā norādītās drošības robežas, inženieri var paredzēt sildītāja kalpošanas laiku un plānot apkopi, izvairoties no neparedzētām aizsalšanas aizsardzības kļūmēm.