ডিস্যালিনেশন ব্রাইন হিটারে (মাল্টি-স্টেজ ফ্ল্যাশ) ডিয়ারেটেড ব্রাইন সহ 120 ডিগ্রিতে, টাইটানিয়াম গ্রেড 2 এর প্রাচীরের কী বেধ হাইড্রোজেন ক্ষতি প্রতিরোধ করে?
একটি বার্তা রেখে যান
মাল্টি-স্টেজ ফ্ল্যাশ (MSF) ডিস্যালিনেশন ব্রাইন হিটারগুলি 110-120 ডিগ্রীতে ডিয়ারেটেড ব্রাইন (দ্রবীভূত অক্সিজেন) দিয়ে কাজ করে<20 ppb). Deaeration is required to prevent corrosion of the carbon steel components, but it provides a reducing environment for titanium. The passive layer of titanium is less stable in high temperature chloride brine without oxygen and hydrogen can be absorbed from water reduction ( 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − ) . Hydrogen absorption causes brittle hydride (TiH₂) formation, leading to hydrogen damage-cracking and embrittlement without significant wall weakening. In this article the minimal wall thickness to avoid hydrogen damage over a typical 10 years campaign of a desalination plant is established.
ডিয়ারেটেড ব্রিনে হাইড্রোজেন ক্ষতির প্রক্রিয়া
বায়ুযুক্ত ব্রিনে, টাইটানিয়াম পৃষ্ঠে অক্সিজেন হ্রাস করা হয়, সম্ভাব্য মহৎ রাখা এবং হাইড্রোজেন বিবর্তন প্রতিরোধ করে। ডিয়ারেটেড ব্রাইনে (অক্সিজেন<20 ppb) the cathodic reaction is shifted to water reduction. Atomic hydrogen formed at the surface may permeate into the titanium lattice Hydrogen atoms concentrate in areas of tensile stress (welds, tube bends, inflated tube ends). Titanium hydride precipitates when the local concentration surpasses the solid solubility (about 150 ppm at 120°C). Hydride platelets are brittle and microcracking occurs. Such process results in crack propagation followed by tube perforation or fracture due to further hydrogen absorption.
হাইড্রোজেন শোষণের হার হল তাপমাত্রা, ব্রাইন কেমিস্ট্রি এবং টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের অবস্থার একটি ফাংশন। 120 ডিগ্রি (70,000-80,000 ppm Cl-, deaerated) 0.05-0.15 ppm/hr গ্রেড 2 এ MSF ব্রিনে হাইড্রোজেন শোষণ করে
হাইড্রোজেন ঘনত্ব সমালোচনামূলক সময়
প্রাথমিক হাইড্রোজেন স্তর 30-50 পিপিএম (অ্যানিলড গ্রেড 2) থেকে শুরু করে 150 পিপিএম থ্রেশহোল্ডে পৌঁছানোর সময়কাল হল: প্রয়োজনীয় শোষণ=100-120 পিপিএম। 0.10 পিপিএম/ঘন্টা, সময়=100 / 0.10=1,000 ঘণ্টার মধ্য-পরিসরের শোষণের হার অনুমান করা হচ্ছে। 0.15 পিপিএম প্রতি ঘন্টায়, সময়=100/0.15=667 ঘণ্টা।
এই ধরনের সংক্ষিপ্ত সময়সীমা (1-2 মাস) দেখায় যে গ্রেড 2 দ্রুত 120 ডিগ্রিতে ডিয়ারেটেড ব্রিনে ভ্রূণ হতে পারে। যাইহোক, অনুশীলনে MSF ব্রাইন হিটারগুলি অবশিষ্ট অক্সিজেন (10-20 ppb) সহ ডিয়ারেটেড ব্রাইন ব্যবহার করে এবং প্রায়শই ক্লোরামাইন বা অন্যান্য সংযোজনের কারণে টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের সামান্য অক্সিডাইজিং অবস্থায় কাজ করে। প্রকৃত উদ্ভিদে শোষণের হার কম, প্রতি ঘন্টায় 0.01-0.05 পিপিএম, যাতে এটি গুরুতর ঘনত্বে পৌঁছতে 2,000-10,000 ঘন্টা (3-12 মাস) সময় নেয়। দীর্ঘমেয়াদী পরিষেবার জন্য এটি এখনও খুব ধীর।
প্রশমন প্রাচীর বেধ
হাইড্রোজেন শোষণের জন্য কোন প্রাচীর বেধ কোন বাধা নয়। হাইড্রোজেন টাইটানিয়ামে ছড়িয়ে পড়ে প্রাচীরের বেধ থেকে স্বাধীন। ঘন দেয়াল ছিদ্রের আগে হাইড্রাইড ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করার জন্য আরও উপাদান সরবরাহ করে। একবার হাইড্রাইড তৈরি হয়ে গেলে দেয়ালের মধ্য দিয়ে ফিসার চলাচল করে। প্রাচীর যত ঘন হবে, ফাটল তত বেশি।
ডি-গ্রেড 2 এর জন্য 120 ডিগ্রীতে বায়ুযুক্ত ব্রাইনের জন্য হাইড্রোজেন ক্ষতির কারণে দেয়ালের বেধ এবং ছিদ্রের সময়ের মধ্যে সংযোগটি যুক্তিসঙ্গতভাবে রৈখিক:
দেয়ালের বেধ (মিমি) হাইড্রাইড ক্র্যাক শুরু করার সময় (মাস) শুরু থেকে ছিদ্র পর্যন্ত সময় (মাস মোট পরিষেবা জীবন (মাস)
0.9 মিমি 3-6 1-2 4-8 1.2 মিমি 3-6 2-3 5-9 1.65 মিমি 3-6 3-5 6-11 2.0 মিমি 3-6 4-6 7-12
2.5 মিমি 3-6 5-8 8-14
কোন প্রাচীর বেধ 10 বছর জীবন দেবে কারণ হাইড্রোজেন শোষণ বন্ধ করা হয় না। কয়েক মাসের মধ্যে ক্র্যাকিং শুরু হবে, যাই হোক না কেন বেধ ব্যবহার করা হয়। মোটা দেয়াল খোঁচা দিতে দেরি করে কিন্তু ব্যর্থতা রোধ করে না।
অন্যান্য বিকল্প
বর্ধিত প্রাচীর বেধ দীর্ঘমেয়াদী জীবন দেয় না, তাই অন্যান্য পদক্ষেপ প্রয়োজন:
অক্সিজেন, অবশিষ্টাংশ: দ্রবীভূত অক্সিজেন 50 ppb-এর বেশি হওয়া উচিত (কার্বন স্টিলের ক্ষয় সীমিত করতে 200 ppb-এর কম)। এটি ক্যাথোডিক প্রতিক্রিয়া অক্সিজেন হ্রাস করে তোলে। এটি হাইড্রোজেন বিবর্তনকে দমন করে।
ক্লোরামাইন বা অন্যান্য অক্সিডেন্ট ব্যবহার করুন: ক্যাথোডিক অক্সিডেন্ট হিসেবে কাজ করার জন্য ব্রিনে 0.5-2 পিপিএম ক্লোরামাইন যোগ করুন।
গ্রেড 7 এ আপগ্রেড করুন: প্যালাডিয়াম (0.12-0.25%) খুব কম অক্সিজেন ঘনত্বেও অক্সিজেন হ্রাসকে অনুঘটক করে এবং হাইড্রোজেন শোষণকে দমন করে। 120 ডিগ্রীতে ডিয়ারেটেড ব্রাইনে গ্রেড 7 হাইড্রোজেন শোষণ করে<0.005 ppm per hour, providing 10+ year life.
* ক্যাথোডিক সুরক্ষা বিপরীত: সম্ভাব্য অক্সিজেন হ্রাস পরিসরে স্থানান্তর করতে আরও উন্নতমানের ধাতু (প্ল্যাটিনাম বা সোনা) এর সাথে টাইটানিয়াম সংযুক্ত করুন। MSF হিটারের জন্য ব্যবহারিক নয়।
এমএসএফ ব্রাইন হিটার অ্যাপ্লিকেশন ম্যাট্রিক্স
ব্রাইন কন্ডিশন দ্রবীভূত অক্সিজেন (পিপিবি) প্রস্তাবিত টাইটানিয়াম গ্রেড ওয়াল থিকনেস প্রত্যাশিত জীবন
ডিয়ারেটেড (সাধারণ MSF)<20 ppb Grade 7 1.2-1.65 mm 10-15 years
ক্লোরামাইন যোগ সঙ্গে deaerated<20 ppb + 1 ppm ClO2- Grade 2 or Grade 7 1.65 mm 8-12 years (Grade 2)
কম অক্সিজেন (বিপর্যস্ত অবস্থা) 20-50 ppb গ্রেড 2 2.0 মিমি 3-5 বছর
Aerated (maintenance bypass) >200 ppb গ্রেড 2 1.65 মিমি 10+ বছর (যদিও কার্বন ইস্পাত ক্ষয় হয়)
গ্রেড 2 টাইটানিয়াম MSF ডিস্যালিনেশন ব্রাইন হিটারের জন্য 120 ডিগ্রীতে ডিয়ারেটেড ব্রিন (অক্সিজেন) এর জন্য উপযুক্ত নয়<20 ppb) regardless of wall thickness. Hydride cracking 6-12 months; perforation 6-14 months depending on wall thickness due to hydrogen absorption. This service requires grade 7 titanium (Ti-0.15Pd). Standard 1.2-1.65 mm wall gives 10-15 year life. The higher cost of Grade 7 is offset by the lack of hydrogen damage. If Grade 2 must be used (e.g., existing plant), keep dissolved oxygen above 50 ppb or add chloramine to suppress hydrogen evolution. Specify seamless tubing for new MSF plants, pickled finish, Grade 7. "Don't just use wall thickness as a shield against hydrogen damage in deaerated high temperature brine. Perform annual hydrogen monitoring using sacrificial Grade 2 coupon analysis for hydrogen content and replace heaters if the hydrogen content exceeds 100 ppm (below the critical threshold of 150 ppm) to avoid an unexpected failure.
