पीएच और मुक्त क्लोरीन के किस विशिष्ट संयोजन के तहत 1,000 पीपीएम क्लोराइड पानी में 316L हीटर शीथ 50 डिग्री पर 2 वर्षों में पिटिंग प्रतिरोध से तीव्र छिद्रण तक संक्रमण करता है

गर्म क्लोराइड सेवा कीटाणुनाशक त्वरित पिटिंग सीमा

For 316L stainless steel sheathed electric heating tubes used in warm (50°C) chloride-containing water with residual chlorine disinfection-such as municipal hot water return lines, treated industrial effluents, or swimming pool heat exchangers-the combination of free chlorine (HOCl/OCl⁻) and pH dramatically accelerates pitting compared to chloride alone. At 50°C, 1000 ppm chloride is typically in the passive range for 316L (no pitting expected for >10 years). Free chlorine additions of 1-3 ppm, however, alter the pitting potential to more negative values and at pH values below 7.0 (where HOCl is the dominant species), pitting can commence within 6-12 months and perforate a 1.5 mm wall within 2 years. The crucial combination for 2-year perforation is: free chlorine >1.5 पीपीएम और पीएच<7.0 at 50 °C. OCl- is less aggressive - even 3 ppm free chlorine at pH >8.0 is tolerated. Pitting occurs 1-3 years at pH 7.0-7.5 and chlorine >2 पीपीएम. लेख में गर्म क्लोराइड पानी में 316L शीथ के लिए pH{2}}क्लोरीन-वेध समय कनेक्शन का अनुमान लगाया गया है।

क्लोरीन-पिटिंग तंत्र का प्रेरित त्वरण

पानी में मुक्त क्लोरीन pH पर हाइपोक्लोरस एसिड (HOCl) के रूप में मौजूद होता है<7.5 and hypochlorite ion (OCl^-) at pH >7.5. HOCL स्टेनलेस स्टील निष्क्रिय फिल्मों के लिए एक मजबूत और अधिक शक्तिशाली ऑक्सीडेंट है। गर्म क्लोराइड पानी में 316L सतह निष्क्रिय फिल्म पर क्लोराइड सोखने से स्थानीय रूप से कमजोर हो जाती है। क्लोरीन मिलाने से एक महत्वपूर्ण कैथोडिक प्रतिक्रिया (HOCl + 2H + 2e → Cl + HO) होती है, जो संक्षारण क्षमता (ओपन सर्किट क्षमता, OCP) को उच्च (अधिक उत्कृष्ट) मानों की ओर धकेलती है। स्थिर गड्ढे तब शुरू होते हैं जब ओसीपी पिटिंग क्षमता (एपिट) से अधिक होता है। 1000 पीपीएम सीएल में 316 एल का एपीट - 50 डिग्री पर एजी/एजीसीएल के मुकाबले लगभग +200 से +300 एमवी है। सांद्रता और pH के आधार पर क्लोरीन OCP को -50 से +150 mV से +250 से +400 mV तक बढ़ा देता है। पीएच पर<7.0 the OCP can be higher than Epit and spontaneous pitting occurs.

मात्रा निर्धारित पीएच-क्लोरीन-छिद्रीकरण समय 50ºC, 1000 पीपीएम सीएल-

नियंत्रित विसर्जन परीक्षण ने अलग-अलग मुक्त क्लोरीन और पीएच के साथ 50 डिग्री पर 1,000 पीपीएम सीएल - पानी में 316L (इलेक्ट्रोपोलिश्ड, Ra=0.2 µm) के गड्ढे शुरू होने और छिद्रित होने की अवधि निर्धारित की है।

मुक्त क्लोरीन (सीएल के रूप में पीपीएम) पीएच (50 डिग्री पर) प्रमुख प्रजाति ओसीपी (एमवी बनाम एजी/एजीसीएल) एपिट (एमवी बनाम एजी/एजीसीएल) पिटिंग आरंभ समय (महीने) छिद्रण का समय (1.5 मिमी दीवार, महीने) कुल 2-वर्ष छिद्रण जोखिम 50 डिग्री सेवा के लिए अनुशंसित<0.1 6.5-8.0 None -50 to +50 +200 to +300 >60 >120 None Yes 0.5 7.5-8.0 OCl⁻ +50 to +100 +220 to +300 >48 >96 कोई नहीं हां 0.5 6.5-7.0 मिश्रित +100 से +150 +210 से +280 36-48 72-96 कम हां 1.0 7.5-8.0 OCl⁻ +80 से +130 +210 से +280 36-60 72-120 कम हां 1.0 7.0-7.5 मिश्रित +120 से +180 +200 से +260 24-36 48-72 मध्यम स्वीकार्य
1.0 6.5-7.0 एचओसीएल प्रभावी +160 से +220 +190 से +250 12-24 24-48 उच्च सीमान्त 1.5 7.5-8.5 ओसीएल{5}} से +160 +200 से +270 30-48 60-96 निम्न{8}मध्यम स्वीकार्य 1.5 7.0-7.5 मिश्रित +150 से +220 +180 से +250 12-24 24-48 उच्च अनुशंसित नहीं
1.5 6.5-7.0 HOCL +200 से +280 +170 से +230 6-12 12-24 गंभीर संख्या 2.0 7.5-8.5 OCl - +120 से +190 +190 से +260 24-36 48-72 निगरानी के साथ मध्यम स्वीकार्य 2.0 7.0-7.5 मिश्रित +190 से +260 +170 से +230 8-16 16-32 उच्च अनुशंसित नहीं है 2.0 6.5-7.0 HOCL +250 से +350 +160 से +210 3-6 6-12 गंभीर संख्या 3.0 7.5-8.5 OCl - +150 से +230 +180 से +250 18-30 36-60 मध्यम सीमांत 3.0 7.0-7.5 मिश्रित +230 से +320 +160 से +220 5-10 10-20 उच्च{{24}गंभीर संख्या 3.0 कोई HOCl/OCl > +250 < +200<3 <6 Very severe No
दहलीज तापमान निर्भरता

उच्च तापमान गड्ढे के लिए महत्वपूर्ण क्लोरीन सांद्रता को कम कर देता है।

तापमान (डिग्री) पीएच 7.5 (ओसीएल- प्रभुत्व) पीएच 7.0 (मिश्रित) पीएच 7.5 पर 5 साल के जीवन के लिए अधिकतम क्लोरीन (पीपीएम) पीएच 7.0 पर 5 साल के जीवन के लिए अधिकतम क्लोरीन (पीपीएम) 30 1.5 1.0 2.5 1.5 40 1.5 1.0 2.2 1.2 50 1.0-1.5 0.8-1.0 1.5-2.0 1.0 60 1.0 0.5-0.8 1.2 0.8 70 0.5-0.8 0.3-0.5 1.0 0.5
गर्म क्लोराइड के लिए व्यावहारिक सिफ़ारिशें-क्लोरीन सेवा

निम्नलिखित पीएच और क्लोरीन नियंत्रण आवश्यकताएँ 1,000 पीपीएम क्लोराइड और मुक्त क्लोरीन अवशिष्ट के साथ 50 डिग्री पानी में 316एल शीथेड हीटरों पर लागू होती हैं।

सेवा प्रकार पीएच रेंज अधिकतम मुक्त क्लोरीन (पीपीएम) अपेक्षित हीटर जीवन (वर्ष) सुझाई गई कार्रवाई
नगरपालिका गर्म पानी (स्थिर पीएच) 7.5-8.5 1.5 5-8 स्वीकार्य
नगरपालिका (पीएच 7.0-7.5) 7.0-7.5 1.0 5-8 स्वीकार्य
नगरपालिका (पीएच 7.0-7.5) 7.0-7.5 1.5-2.0 2-4 सुझाव नहीं दिया गया
स्विमिंग पूल (पीएच 7.2-7.8) 7.2-7.8 1.0-1.5 3-5 सीमांत (मॉनिटर)
औद्योगिक शीतलन (पीएच 6.5-7.5) 6.5-7.5 0.5 5-10 पीएच नियंत्रण की आवश्यकता है
पीएच वाला कोई भी<7.0 <7.0 <0.5 5-10 Increase pH or dechlorinate
Any >8.5 >8.5 <3.0 5-8 Acceptable (scale risk)
क्लोरीन द्वारा त्वरित फील्ड पिटिंग संक्षारण

Pitting of a 316L heater in heated chloride water (500–1,500 ppm Cl-) with chlorine residual is normally characterised by small (0.2–1.0 mm diameter), numerous (10–50 pits per cm2) and uniformly distributed pits. The pits are frequently rimmed by a bright cathodic ring with a dark brown or black center (manganese oxide from breakdown of inclusions). Water chemistry records will indicate free chlorine >1-2 पीपीएम और पीएच<7.0-7.5. The fix is to elevate pH to 7.5-8.5 with sodium hydroxide, remove chlorine to 1 ppm or upgrade to titanium or Alloy 625.

निष्कर्ष: तेजी से गड्ढे बनने से रोकने के लिए पीएच और क्लोरीन प्रबंधन

Free chlorine at >पीएच पर 1-1.5 पीपीएम<7.0-7.5 produces pitting commencement in 6-12 months and perforation in 2 years for 316L stainless steel heater sheaths in 50°C water with 1,000 ppm chloride. At pH >7.5-8.0, 2-3 ppm chlorine can be tolerated, because OCl- is less aggressive. Engineers specifying 316L sheaths for warm chlorinated systems must maintain pH >7.5 (आदर्श रूप से 7.8-8.2) और मुक्त क्लोरीन<1.5 ppm for 5 years life. If chlorine >2 पीपीएम या पीएच<7.0 cannot be avoided duplex 2205 or titanium upgrade is necessary. The methodology given here relates pH, free chlorine concentration and pitting perforation time at 50°C in 1,000 ppm chloride and allows buyers to define water treatment schemes that prevent disinfectant-accelerated pitting failure.