Milline maksimaalne bromiidi kontsentratsioon 80-kraadise ümbrise temperatuuri juures põhjustab 316 roostevabast terasest küttetoru auku 200 ppm kloriidi juuresolekul

Sünergiline halogeniidiefekt: bromiid kui täppide tekkimise kiirendaja

Bromiid mängib ebatavaliselt agressiivset rolli 316 roostevabast terasest mähitud elektriküttetorus, mis on sukeldatud nii kloriidi- kui bromiidiioone sisaldavasse vette, nagu soolane vesi, riimvesi või tööstuslik jahutusvesi, mida on töödeldud broomi{1}}põhiste biotsiididega. Kloriid on hästi-tuntud auke tekitav aine, kuid bromiid võib vähendada 316 täppide tekke potentsiaali ja kiirendada täppide tekke algust isegi kontsentratsioonidel, mis on 10–100 korda madalamad kui kloriid. 200 ppm kloriidi sisaldavale veele lisades kuni 10 ppm bromiidi, väheneb 80-kraadise ümbrise temperatuuril täppide tekitamise aeg 50–70%. Sünergistlik toime seisneb selles, et kloriidi kontsentratsioonidel tekib süvendite teke, kus 316 oleks passiivne bromiidi annuste üle 50 ppm korral. Selles töös arvutatakse bromiidi kontsentratsiooni lävi 316 ümbrisel halogeniidi segakeskkondades.

Bromiidi{0}}indutseeritud Pittingi sünergismi mehhanism

Bromiidiioonid on suuremad ja polariseeruvamad kui kloriidioonid ning seega võivad nad passiivse kile pinnale tugevamalt adsorbeeruda. Kroomioksiidkate hävib pärast adsorptsiooni lahustuvate bromo{1}}komplekside moodustumisega. Siiski on bromiid üksi vähem efektiivne kui kloriid samades kontsentratsioonides, kuna selle suurem suurus vähendab selle liikuvust kasvuaukudes. Sünergia saavutatakse mõlema halogeniidi olemasolul: kloriid loob süvendis agressiivse keskkonna (kõrge kontsentratsioon, suur liikuvus, madal pH) ja bromiid vähendab passiivse kile lagunemise potentsiaali, võimaldades süvenditel alata tunduvalt madalama halogeniidide üldkontsentratsiooniga. Punktide tekkepotentsiaal (E_pit) 316 segatud kloriid-bromiidilahustes on lineaarne: E_pit=E_0 - k_Cl × log[Cl⁻] - k_Br × log[Br⁻], kusjuures k_Br on ~3–5 korda suurem, mis tähendab, et iga k_Cppl on 5 korda suurem kui broom. kahjum kui iga ppm kloriidi, vähendades täppide tekitamise takistust.

Mõõdetud künnised 80-kraadises kloriidi{0}}bromiidvees aukude tekitamiseks

Järgmised punktide tekke initsiatsiooni piirid on määratud kontrollitud potentsiostaatiliste testidega roostevabast terasest 316 (elektropolistatud viimistlus) 200 ppm kloriidilahustes erinevate bromiidi kontsentratsioonidega temperatuuril 80 °C pärast 1000 tundi.

Bromiidi kontsentratsioon (ppm) Kloriidi kontsentratsioon (ppm) Halogeniidi kogusisaldus (ppm) Punktide tekke algusaeg (tundi, 80 kraadi) Maksimaalne augu sügavus pärast 1000 tundi (µm) Perforatsiooni aeg (1,5 mm sein) Soovitatav 80-kraadise hoolduse jaoks<1 200 <201 >10,000 <10 >30 yearsYes 1-5 200 201-205 5,000-10,000 10-30 15-30 years Yes 5-10 200 205-210 2,500-5,000 30-60 8-15 yearsAcceptable with supervision 10-20 200 210-220 1,000-2,500 60-120 4-8 years Marginal 20-30 200 220-230 500-1,000 120-200 2-4 yearsUnacceptable Unacceptable 200-500 200-350 1-2 years 200 230-250 30-50 100-200 350-600 6-12 months 200 250-300 50-100 >Not recommended100 200 >300 <100 >600 <6 months Unacceptable
Kuidas temperatuur mõjutab bromiidi agressiivsust

Bromiidi tekitatud kahjustused kasvavad soojaga kiiresti. 5-aastase eluea jooksul on bromiidi maksimaalne lubatud kontsentratsioon 60 kraadi juures ligikaudu 50 ppm (200 ppm Cl⁻). 80 C juures langeb see 10-15 ppm-ni. Punktide teket täheldatakse 90 kraadi juures 2-3 aasta jooksul isegi 5 ppm bromiidi korral.

Temperatuur (kraad) Maksimaalne bromiid 5-aastaseks elueaks (200 ppm Cl- kohal, ppm) Soovitatav tegevus
50 > 100 (lõpmatu)60 50 Eritoimingud puuduvad 70 25 Vastuvõetav 80 12 Bromiidi vähendamine või sulami täiustamine 90 5 316 marginaalne; uuendage duplex 100-le<2 316 unsuitable
Praktilised veekvaliteedi kriteeriumid bromiidiga teenindamiseks

316 ümbrisega küttekehade puhul, mis asuvad nii kloriide kui ka bromiide ​​sisaldavas vees, kehtivad bromiidi mõõdetud koguste kohta järgmised standardid.

Bromiidi kontsentratsioon (ppm) kloriidi kontsentratsioon (ppm) ümbrise maksimaalne temperatuur ( kraad ) 5-aastase soovitatava materjali jaoks<5 <500 90 316 (electropolished) 5-10 <300 85 316L with monitoring 5-10 300-500 75 316L marginal; consider duplex
10-25 <200 75 Duplex 2205 10-25 200-500 65 Duplex 2205 25-50 <200 65 Duplex 2205 or Alloy 825 >50 Mis tahes titaan või sulam C-276
Bromiidi tekitatud täppide välja identifitseerimine

Bromiid-sünergiaaugud on sageli poolkerakujulised, siledate ja säravate sisemustega, mitte kristallograafiliste tahkude asemel, mida on näha ainult kloriidi-sünergia süvendites 316. Kaevu tihedus on sageli suurem (10-50 süvendit/cm2) kui kloriidi{{9}{9}{1}1{13 süvendit/cm2. Süvendites olevate korrosiooniproduktide energiat hajutav röntgenspektroskoopia (EDS) paljastab sageli nii kloori kui broomi. Soojendite puhul, mis varakult rikki lähevad mõõduka kloriidisisaldusega (200–500 ppm), kuid ootamatult madala halogeniidisisaldusega vees, tuleks hinnata bromiidi. Paljud broomipõhiseid biotsiide (nt BCDMH) kasutavad veepuhastusrajatised säilitavad broomi jääkide taseme, mis pärast desinfitseerimist muudetakse bromiidioonideks.

Järeldus: Bromide - nähtamatu täppide tekitamise ohu juhtimine

For 316 stainless steel encased heaters in 80°C water with 200 ppm chloride, pitting initiation time is reduced from >10 000 tundi kuni 1000 -2500 tundi, kui bromiidi kontsentratsioon on üle 10–15 ppm, mis põhjustab perforatsiooni 2–4 aasta pärast. Iga ppm bromiidi on ligikaudu kolm kuni viis korda kahjulikum kui samaväärne ppm kloriidi. 316 kesta määramisel soolases vees, riimvees või biotsiidiga töödeldud jahutusvees peavad insenerid läbima bromiidianalüüsi ja kloriiditestid. Bromiidi > 10 ppm puhul on soovitatav uuendada dupleks 2205 või elektropoleeritud 316L madalama võimsustihedusega. Siin pakutud raamistik võimaldab ostjatel korreleerida bromiidisisaldust kvantifitseeritud süvendite tekke algusaegadega ning seeläbi avastada ja leevendada seda sageli varjatud sünergisti segahalogeniidide kütteteenuses.