90 डिग्री पर चलने वाली विआयनीकृत जल प्रणालियों में, कुल कार्बनिक कार्बन (टीओसी) आयन एक्सचेंज राल टूटने, बायोफिल्म वृद्धि, या फ़ीड जल संदूषण से उत्पन्न हो सकता है। जब ग्रेड 7 टाइटेनियम शीथ हीटर ऐसे पानी में काम करता है, तो कार्बनिक यौगिक गर्म सतह पर पाइरोलाइज हो जाते हैं, जिससे कार्बनयुक्त जमाव निकल जाता है। यह जमाव दरारें बनाता है और गैल्वेनिक कोशिकाओं को जमा करता है। कार्बन परत टाइटेनियम के लिए प्रवाहकीय और कैथोडिक है, जो नीचे टाइटेनियम के एनोडिक विघटन को संचालित करती है। अल्प जमा संक्षारण को रोकने के लिए अधिकतम स्वीकार्य टीओसी 0.5 पीपीएम (500 भाग प्रति बिलियन) है। इस स्तर से ऊपर, 500-1,000 घंटों के भीतर पाइरोलाइज्ड कार्बन जमा हो जाता है, जिससे प्रति वर्ष 0.05-0.20 मिमी की दर बढ़ जाती है।

पायरोलाइटिक कार्बन जमा निर्माण और अल्प जमा संक्षारण का तंत्र

90 डिग्री पर, पानी में कार्बनिक यौगिक गर्म टाइटेनियम सतह पर थर्मल अपघटन (पाइरोलिसिस) से गुजरते हैं। प्रतिक्रिया से अनाकार कार्बन और वाष्पशील उत्पाद उत्पन्न होते हैं। कार्बन जमा शुरू में पतला होता है लेकिन समय के साथ जमा होता जाता है। टाइटेनियम की तुलना में जमाव विद्युत प्रवाहकीय और विद्युत रासायनिक रूप से उत्कृष्ट है। जमा के तहत, ऑक्सीजन समाप्त हो जाती है, और क्लोराइड (अशुद्धियों का पता लगाने से) केंद्रित हो जाते हैं। कार्बन के नीचे का टाइटेनियम एनोडिक बन जाता है और घुल जाता है। कार्बन से ढकी हुई बड़ी सतह कैथोड के रूप में कार्य करती है, जिससे तेजी से स्थानीयकृत क्षरण होता है। ग्रेड 7 टाइटेनियम की पैलेडियम सामग्री कार्बन जमाव को नहीं रोकती है लेकिन जमा होने के बाद जमा संक्षारण दर कम हो सकती है।

टीओसी के कार्य के रूप में मात्रात्मक कार्बन जमा गठन और पिटिंग

विआयनीकृत जल में नियंत्रित परीक्षण (18 एमΩ·सेमी,<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.

टीओसी सहनशीलता पर क्लोराइड और घुलित ऑक्सीजन का प्रभाव

पानी में क्लोराइड की मौजूदगी स्वीकार्य टीओसी को काफी कम कर देती है। 10 पीपीबी क्लोराइड पर, स्वीकार्य टीओसी<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.

उच्च शुद्धता वाले वॉटर हीटर के लिए टीओसी नियंत्रण गाइड

निम्न तालिका क्लोराइड स्तर और वांछित सेवा जीवन के आधार पर, ग्रेड 7 टाइटेनियम हीटरों के लिए 90 डिग्री पर विआयनीकृत पानी में अधिकतम स्वीकार्य टीओसी के लिए सिफारिशें प्रदान करती है।

टीओसी नियंत्रण से परे इंजीनियरिंग

टाइटेनियम ग्रेड अल्प जमा संक्षारण को प्रभावित करता है। ग्रेड 7 में समान कार्बन जमा मोटाई के लिए ग्रेड 2 की तुलना में जमा संक्षारण दर 2-3 गुना कम है। दीवार की मोटाई गड्ढे में प्रवेश की छूट प्रदान करती है; प्रति वर्ष 0.10 मिमी गड्ढे वाली 2.0 मिमी की दीवार 20 साल तक चलती है। जल उपचार प्रणाली में 0.4 पीपीएम पर अलार्म सेट के साथ एक टीओसी मॉनिटर शामिल होना चाहिए। हीटर के अपस्ट्रीम में सक्रिय कार्बन निस्पंदन गर्म सतह तक पहुंचने से पहले कार्बनिक यौगिकों को हटा देता है। हीटर की समय-समय पर 60 डिग्री पर 5% साइट्रिक एसिड से 2 घंटे तक सफाई करने से टाइटेनियम पर हमला किए बिना कार्बन जमा हट जाता है।

एक सूचित विशिष्टता बनाना

90 डिग्री पर विआयनीकृत पानी में ग्रेड 7 टाइटेनियम शीथ हीटर के लिए, 10{15}} वर्ष के सेवा जीवन के लिए कुल कार्बनिक कार्बन को 0.3 पीपीएम से नीचे बनाए रखें। पानी की आपूर्ति पर 0.4 पीपीएम अलार्म और एक इंटरलॉक के साथ एक टीओसी विश्लेषक स्थापित करें जो हीटर की शक्ति को कम कर देता है या टीओसी 0.6 पीपीएम से अधिक होने पर सिस्टम को बंद कर देता है। 0.5 पीपीएम से ऊपर टीओसी वाले मौजूदा सिस्टम के लिए, ऑर्गेनिक्स को कम करने के लिए एक सक्रिय कार्बन फिल्टर या एक यूवी ऑक्सीकरण इकाई जोड़ें। ऑपरेशन के दौरान, सालाना हीटर की सतह का निरीक्षण करें; यदि डार्क कार्बन जमा दिखाई दे रहा है, तो हीटर को 2 घंटे के लिए 60 डिग्री पर 5% साइट्रिक एसिड से साफ करें। 0.5 पीपीएम से नीचे टीओसी को नियंत्रित करके, इंजीनियर उच्च शुद्धता वाली जल सेवा में पाइरोलाइज्ड कार्बन जमा गठन और अंडरडिपॉजिट क्षरण को रोकता है।