Liema Konċentrazzjoni Massima ta' Ebusija tal-Kalċju f'Temperatura ta' l-Ilma Bulk ta' 85 grad Tipprevjeni t-Togħlija-Adeżjoni ta' Skala Indotta fuq 316 għantijiet tal-Heater Stainless Steel

Limitu ta' Solubilità ta' Skala li Tibdil minn Trab għal Aderenti

Kalkoli sempliċi tas-solubilità ma jagħtux il-konċentrazzjoni massima ta 'ebusija tal-kalċju (ppm CaCO3) f'temperatura tal-massa ta' 85 grad li mhux se tirriżulta fil-produzzjoni ta 'skala aderenti fuq 316 tubi ta' tisħin elettriku mgeżwra ta 'l-istainless steel mgħaddsa f'ilma iebes. Il-prodott tas-solubilità tal-karbonat tal-kalċju (CaCO3) jonqos maż-żieda fit-temperatura iżda l-kriterju ewlieni għall-prestazzjoni tal-heater huwa l-forma u s-saħħa tal-adeżjoni tal-iskala preċipitata. F'85 grad b'konċentrazzjonijiet ekwivalenti ta 'CaCO 3 madwar 200-300 ppm fuq skala tippreċipita bħala depożitu ta' trab artab li jista 'jitneħħa faċilment permezz ta' fluss ta 'fluwidu jew tfarfir moderat. F'aktar minn 400-500 ppm skalar iseħħ bħala aragonit iebes, kristallin jew calcite li jeħel sew mal-wiċċ tal-metall. Dan joħloq saff iżolanti li jżid it-temperatura tal-għant u jippromwovi skalar addizzjonali. Dan id-dokument jistma l-livelli tal-ebusija tal-kalċju għall-produzzjoni ta 'skala aderenti fuq 316 għant u jipprovdi suġġerimenti għat-trattament tal-ilma biex tinżamm l-effiċjenza tal-heater fit-tul.

Skala Adeżjoni fuq Uċuħ tal-Metall Imsaħħan: Il-Mekkaniżmu

Jekk l-ilma iebes jissaħħan aktar minn 60 grad is-solubilità tal-karbonat tal-kalċju tinżel u tippreċipita. Il-preċipitazzjoni hija l-aktar fuq uċuħ sħan, minħabba li s-saff tal-konfini qrib il-għant huwa supersaturat fir-rigward tal-ilma bl-ingrossa. Id-differenza ewlenija bejn skala artab mhux-aderenti u skala iebsa hija r-rata ta 'preċipitazzjoni meta mqabbla mar-rata ta' żvilupp tal-kristall. F'saturazzjoni ħafifa (ebusija tal-kalċju 200-300 ppm f'85 grad), il-preċipitazzjoni hija kajmana, u tagħti bosta kristalli ċkejkna u separati li ma jingħaqdux b'mod qawwi. Dawn il-kristalli jinqatgħu faċilment miċ-ċikli tal-fluwidu u tas-sħana. F'supersaturation għolja ('il fuq minn 400-500 ppm) il-preċipitazzjoni hija mgħaġġla, u tifforma kristalli massivi li jingħaqdu ma 'xulxin li joħolqu saff dens kontinwu. Is-saħħa tal-adeżjoni ta 'dan is-saff tista' tkun aktar minn 1-2 MPa, sabiex ma tistax titneħħa b'veloċitajiet ta 'fluwidu inqas minn 2-3 m/s. Ladarba saff tal-iskala jaderixxi, ir-reżistenza termali miżjuda twassal għal żieda fit-temperatura tal-għant li twassal għal żieda fis-supersaturation fil-wiċċ tal-metall li tħaffef id-depożizzjoni tal-iskala f'ċiklu li jmur għall-agħar.

Kwantifikazzjoni ta' Limiti għall-Formazzjoni ta' Skali Aderenti f'85 grad

Testijiet sistematiċi ta 'fouling fuq 316 għantijiet ta' l-istainless steel (Ra=0.4 µm finitura illustrata) f'ilma iebes sintetiku f'temperatura ta 'massa ta' 85 grad u fluss tas-sħana ta '5 W/cm² iddeterminaw il-limiti ta' ebusija tal-kalċju għal żvilupp fuq skala aderenti wara 1,000 siegħa ta 'tħaddim kontinwu.

Ebusija tal-kalċju (ppm bħala CaCO3) Alkalinità (ppm bħala CaCO3) Morfoloġija tal-Iskala tal-pH wara 1,000 h Qawwa ta' Adeżjoni (MPa, test ta' shear) Reżistenza Termali Miżjuda (m2-K/W) Rakkomandata għal Servizz Kontinwu 85C<100 100-200 7.5-8.5 <.0001 No apparent scale N/AYes 100-200 100-200 7.5-8.5 Powdery, easily wiped off <0.1 0.0001-0.0003 Yes 200-300 150-250 7.5-8.5 Soft crystalline, removed by brushing 0.1-0.3 0.0003-0.0008 Acceptable with frequent cleaning
300-400 200-300 7.5-8.5 Mixed soft/hard, partial adhesion 0.3-0.8 0.0008-0.002 Marginal, needs water softening 400-500 250-350 7.5-8.5 Hard aragonite, very adherent 0.8-1.5 0.002-0.005Not Recommended 500-700 300-400 7.5-8.5Hard calcite, dense Layer 1.5-2.5 0.005-0.010 Unacceptable >700 >400 >8.0 Rapid scaling, total coverage >2.5 >0.010 Inaċċettabbli
Fatturi Oħra tal-Kimika tal-Ilma Li Jaffettwaw l-Ebusija

Tabella , il-limiti tal-ebusija tal-kalċju huma influwenzati minn tliet parametri oħra tal-kimika tal-ilma. L-ewwel waħda hija l-alkalinità (kontenut ta 'bikarbonat). Għall-formazzjoni tal-iskala, kemm il-kalċju kif ukoll l-alkalinità huma meħtieġa. Ilma b'kalċju għoli iżda b'alkalinità baxxa (eż., ebusija tal-klorur tal-kalċju mingħajr bikarbonat) mhux se joħloq skala karbonat. Il-valuri tal-limitu huma bbażati fuq alkalinità tal-bikarbonat kważi ekwivalenti għall-ebusija tal-kalċju (ilma bilanċjat). Alkalinità inqas minn nofs l-ebusija tal-kalċju tirriżulta fi tnaqqis ta '40-60 % fil-potenzjal ta' skalar. It-tieni kwistjoni hija l-pH. Il-karbonat tal-kalċju jinħall f'pH taħt is-7.0 u l-iskala ma tiżviluppax tkun kemm iebsa l-ilma. Il-potenzjal għall-iskalabbiltà jogħla ħafna 'l fuq minn pH 8.5. It-tielet aspett huwa l-eżistenza ta 'inibituri tal-iskala, bħal polifosfati, fosfonati jew polimeri. L-iżvilupp ta 'skala aderenti jista' jiġi evitat f'livelli sa 800-1,000 ppm billi żżid 2-5 ppm ta 'inibitur fuq skala kummerċjali li żżid l-ebusija tal-kalċju permissibbli b'fattur ta' 2-3.

Linji Gwida Prattiċi għat-Trattament tal-Ilma ta '316 Heaters f'85 grad

Il-linji gwida tat-trattament tal-ilma li ġejjin se jimminimizzaw l-adeżjoni tal-iskala u jimmassimizzaw l-effiċjenza termali fit-tul għal 316-il heater miksi li jaħdem f'temperatura tal-ilma bl-ingrossa ta '85 grad. L-ebusija tal-kalċju taħt 200 ppm ma teħtieġ l-ebda trattament ħlief spezzjoni frekwenti (kull 6-12-il xahar). Għal ebusija ta '200-300 ppm, tfarfir ta' kull xahar jew tindif kimiku (laħlaħ bl-aċidu dilwit) huwa rakkomandat. It-trattib tal-ilma (skambju joniku) jew iż-żieda ta 'inibitur tal-iskala huwa ssuġġerit ħafna għal ebusija bejn 300-400 ppm. It-trattib tal-ilma huwa essenzjali biex jiġi evitat telf ta 'prestazzjoni rapidu għal ebusija li taqbeż l-400 ppm. Fi kwalunkwe livell ta 'ebusija, it-tendenza għall-iskala titnaqqas meta l-pH jinżamm taħt 8.0 u jiġi evitat it-togħlija lokalizzata (fluss tas-sħana limitat għal 5-6 W/cm2). Għal ħiters li jeħtieġ li jaħdmu b'fluss ta 'sħana ogħla (8-10 W/cm2) jew temperatura tal-massa ogħla (90-95 grad), il-valuri ta' ebusija permissibbli fit-tabella għandhom jitbaxxew bi 30-50 %.

Skala-Djanjosi tal-Qasam ta' Saħħan Iżżejjed Ikkawżat

Tliet sinjali tal-post jgħidulna meta l-adeżjoni tal-iskala saret problema għall-ħiters fis-servizz tal-ilma iebes. L-ewwel hija żieda fit-temperatura tal-wiċċ tal-heater għall-istess input ta 'enerġija, li jista' jiġi skopert minn termometru infra-aħmar. Żieda fit-temperatura ta '10 sa 15-il grad 'il fuq mill-istat nadif tfisser saff ta' skala ta 'madwar 0.1 sa 0.2 mm. It-tieni indikatur huwa l-ħin itwal biex tinkiseb it-temperatura tas-sett, peress li l-iskala iżolanti tillimita t-trasferiment tas-sħana għall-ilma bl-ingrossa. It-tielet indikatur huwa popping jew siffjar li jinstema', li jindika togħlija lokalizzata taħt depożiti tal-iskala hekk kif l-ilma maqbud jifvaporizza u jaħrab. Jekk ikun hemm xi wieħed minn dawn l-indikaturi, il-heater għandu jitneħħa u jitnaddaf permezz ta' descaling kimiku (b'soluzzjoni ta' 5-10 % aċidu ċitriku jew sulfamiku) jew b'tfarfir mekkaniku. Jekk it-tindif jirkupra l-prestazzjoni iżda l-iskala tirritorna fi żmien 1-2 xhur, it-trattib huwa meħtieġ.

Konklużjoni: Limiti fuq l-ebusija għall-iskala-operazzjoni ħielsa f'85 grad

F'ilma bl-ingrossa ta '85 grad, ebusija tal-kalċju<200 ppm produces a soft, non-adherent scale on 316 stainless steel encased heaters that has no effect on performance. Hardness of 200-300 ppm is tolerable with periodic cleaning. When the hardness exceeds 400 ppm, hard adhering aragonite or calcite scale forms fast insulating the heater and promoting additional deposition. When specifying 316 sheaths for hot water service the engineers should get the calcium hardness and alkalinity analysis of the feed water and compare this to the thresholds in the table. If the hardness is greater than 400 ppm, water softening or addition of a scale inhibitor is essential to avoid loss of performance and premature failure of the heater. This framework relates calcium hardness to observable scale morphology and adhesion strength so that the buyer can design water treatment plans for maintaining thermal efficiency and life extension of the heater in a hard water application.