পানিতে দ্রবীভূত ক্লোরিন গ্যাসের প্রভাব 1,000 ঘন্টা পরে PFA হিটারের পৃষ্ঠের কঠোরতার উপর কী?

পানিতে, ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) একটি অত্যন্ত শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট এবং এটি অনেক জীবাণুমুক্তকরণ ব্যবস্থা, সুইমিং পুল এবং পৌরসভার জল শোধনাগারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। সময়ের সাথে সাথে, ক্লোরিন PFA পৃষ্ঠকে ধ্বংস করবে। স্বাভাবিক পরিমাণে (1-10 পিপিএম) দ্রবীভূত ক্লোরিন গ্যাস প্রগতিশীল পৃষ্ঠের পরিবর্তন ঘটায়, যেখানে হাইপোক্লোরাইট দ্রবণ (ব্লিচ) দ্রুত অবক্ষয় ঘটায়। PFA পৃষ্ঠের কঠোরতা 5-10 শোর ডি ইউনিট (65-68 থেকে 70-75) বৃদ্ধি পায় 40 ডিগ্রি (গড় পুল তাপমাত্রা) 5 পিপিএম দ্রবীভূত Cl 2 . এর সাথে 1,000 ঘন্টা একটানা এক্সপোজারের পরে পৃষ্ঠটি আরও ভঙ্গুর হয়ে যায়, বিরতিতে প্রসারণ 300%-2 300% থেকে কমে যায়। কঠোরতা বৃদ্ধি 50-150 µm এর বাইরের স্তরে সীমাবদ্ধ, বাল্ক উপাদান অপরিবর্তিত থাকে। উচ্চ তাপমাত্রায় (60 থেকে 80 ডিগ্রি) বা অধিকতর ক্লোরিন ঘনত্বে (20 থেকে 50 পিপিএম) ক্রিয়াটি ত্বরান্বিত হয় এবং 500 ঘন্টার মধ্যে পৃষ্ঠ ফাটল হতে পারে।

পিএফএ ক্লোরিন আক্রমণের প্রক্রিয়া
পানিতে দ্রবীভূত ক্লোরিন গ্যাস হাইড্রোলাইস করে হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড (এইচওসিএল) এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (এইচসিএল) তৈরি করে। Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl. 'HOCl এবং HCl উভয়ই প্রতিকূল। HOCl হল একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজার যা PFA চেইন প্রান্ত থেকে হাইড্রোজেন পরমাণু বের করে (যদিও PFA-তে তুলনামূলকভাবে কম হাইড্রোজেন আছে, কিছু অবশিষ্ট আছে -CF2H শেষ গ্রুপ)। ফ্লোরিন অক্সিজেন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, কার্বনাইল ফ্লোরাইড (-COF) এবং কার্বক্সিল (-COOH) গ্রুপ গঠন করে। এই মেরু গোষ্ঠীগুলি পৃষ্ঠের শক্তি বৃদ্ধি করে (18-20 mN/m থেকে 25-35 mN/m), যা বৈপরীত্যগতভাবে জলের যোগাযোগের কোণকে হ্রাস করে, এবং তাই, আর্দ্রতা বৃদ্ধি করতে পারে। আরও তাৎপর্যপূর্ণ, অক্সিডাইজড সারফেস লেয়ার ক্রসলিংক এবং শক্ত হয়ে যায়। কঠোরতা বৃদ্ধি পৃষ্ঠ স্তরের স্ফটিকতা বৃদ্ধির সাথে সম্পর্কিত (45% থেকে 55-60%) কারণ নিরাকার অঞ্চলগুলি অগ্রাধিকারমূলকভাবে লক্ষ্যবস্তু এবং পুনর্গঠিত হয়।

এই বিক্রিয়াটি তাপমাত্রা নির্ভর. 25 ডিগ্রি। 5 ppm Cl2 তে 1,000 ঘন্টা পরে কঠোরতা 2-4 শোর ডি ইউনিট বৃদ্ধি পায়। 40 ডিগ্রিতে।, এটি 5-10 একক। 60 ডিগ্রিতে এটি 10-15 ইউনিট। সারফেস মাইক্রোক্র্যাকস গঠিত হয়। 80 ডিগ্রীতে 5 পিপিএম ক্লোরিন জলে পিএফএ 200-500 ঘন্টা পরে ভূপৃষ্ঠে মারাত্মক ফাটল এবং ক্ষতজনিত কারণে ব্যর্থ হয়। এইভাবে, ক্লোরিন নির্বীজন ব্যবস্থায় PFA হিটারগুলি 50 ডিগ্রির নিচে ব্যবহার করা উচিত।

1000 ঘন্টা পরে পৃষ্ঠের কঠোরতা পরিবর্তন
তাপমাত্রা (ডিগ্রী) ক্লোরিন ঘনত্ব (পিপিএম) কঠোরতা, প্রাথমিক (শোর ডি) 1,000 ঘন্টা পরে কঠোরতা (শোর ডি) বৃদ্ধি (শোর ডি) বিরতি ধরে রাখার সময় পৃষ্ঠের চেহারা প্রসারিত হওয়া (%)
0 (নিয়ন্ত্রণ) 40 66 66 0 মসৃণ, চকচকে 100% 1 40 66 68-69 2-3 সামান্য নিস্তেজ 90-95% 5 40 66 70-73 4-7 নিস্তেজ, সামান্য রুক্ষ 70-80%
10 40 66 72-75 6-9 নিস্তেজ, লক্ষণীয় মাইক্রো-রুক্ষতা 60-70%
5 25 66 68–70 2–4 সামান্য নিস্তেজ 85–90% 5 50 66 72–76 6–10 নিস্তেজ, সূক্ষ্ম উন্মাদনা 65–75% 5 60 66 75–80 9–14 মাইক্রোক্র্যাক 10× 40–60% এ স্পষ্ট
5 80 66 N/A (ব্যর্থ) N/A সারফেস ক্র্যাকিং, ব্লিটমেন্ট<20% 20 40 66 74-78 8-12 Crazing, white surface layer 50-65% 50 40 66 78-82 12-16 Cracking, surface powdering 30-50%
হিটার চালানোর জন্য ব্যবহারিক প্রভাব
সুইমিং পুল হিটারের জন্য (25-30 ডিগ্রী, 1-5 পিপিএম Cl2), 1,000 ঘন্টার পরে কঠোরতা বৃদ্ধি ছোট ছিল (2-5 শোর ডি)। হিটারটি এখনও চালু আছে এবং সাধারণ তাপীয় সাইক্লিং (ΔT=10-20 ডিগ্রী) চলাকালীন সারফেস ব্লিটমেন্ট ক্র্যাকিং প্ররোচিত করে না। জীবনকাল 5-10 বছর। 40-50 ডিগ্রি তাপমাত্রা সহ পৌরসভার জল চিকিত্সা ব্যবস্থার জন্য, কঠোরতা বৃদ্ধি উল্লেখযোগ্য (5-10 শোর ডি)। হিটারের পৃষ্ঠ নিস্তেজ হয়ে যায় এবং তার স্থিতিস্থাপকতা হারায়। থার্মাল সাইকেল চালানোর 2-3 বছর পর (প্রতিদিন চালু/বন্ধ) সূক্ষ্ম পৃষ্ঠের ফাটল দেখা দিতে পারে। 3-5 বছরে প্রতিস্থাপনের পরামর্শ দেওয়া হয়।

ঘনত্ব যাই হোক না কেন উচ্চ তাপমাত্রায় (50-80 ডিগ্রি) ক্লোরিন শিল্প জীবাণুমুক্ত করার জন্য PFA সুপারিশ করা হয় না। উচ্চ তাপমাত্রা এবং ক্লোরিন সংমিশ্রণ দ্রুত পৃষ্ঠের অবনতি এবং ক্র্যাকিং এবং অবশেষে ধাতব কেন্দ্রে প্রবেশের দিকে পরিচালিত করে। উচ্চ তাপমাত্রার ক্লোরিন পরিষেবার জন্য অন্যান্য উপকরণগুলি হল টাইটানিয়াম (ক্লোরিন জলে প্যাসিভেটস) বা ইসিটিএফই (হালার) যা ক্লোরিন প্রতিরোধের ক্ষেত্রে পিএফএ-এর থেকে উচ্চতর।

অবস্থা মূল্যায়ন সারফেস হার্ডনেস টেস্টিং
ক্লোরিন পরিষেবায় PFA হিটারের জন্য, বার্ষিক পৃষ্ঠের কঠোরতা পরীক্ষা বাকি জীবন অনুমান করে। একটি পোর্টেবল শোর ডি ডুরোমিটার (ASTM D2240) ব্যবহার করুন। নিমজ্জিত অংশে তিনটি অবস্থানে (নীচে, মধ্য, শীর্ষ) পরিমাপ করুন। যদি কঠোরতা মূল মানের (66-68) থেকে 5-10 ইউনিট বৃদ্ধি পায় তবে এটি মাঝারি অবনতির একটি ইঙ্গিত। হিটার সম্ভবত 2-3 বছর বাকি থাকবে। কঠোরতা একটি 10-15 ইউনিট বৃদ্ধি উল্লেখযোগ্য অবনতির নির্দেশ করে এবং প্রতিস্থাপন 12 মাসের মধ্যে হওয়া উচিত। যদি কঠোরতা 15 ইউনিটের বেশি বৃদ্ধি পায় বা যদি কোনও স্পষ্ট পৃষ্ঠ ফাটল দেখা দেয় তবে প্রতিস্থাপন প্রয়োজন। অবশিষ্ট জীবন এবং কঠোরতা বৃদ্ধির মধ্যে সংযোগটি অভিজ্ঞতামূলক। যাইহোক, এটি ক্লোরিন-ক্ষতিগ্রস্ত PFA-এর জন্য নির্ভরযোগ্য।

যদি হিটারগুলি ইতিমধ্যে কঠোরতা বৃদ্ধি প্রদর্শন করে, সম্ভব হলে কাজের তাপমাত্রা কমিয়ে দিন। অবনতি হার অর্ধেক প্রতিটি 5 ডিগ্রী কমানো (Arrhenius আচরণ) হ্রাস. 50 ডিগ্রীতে একটি হিটার, 10-ইউনিট কঠোরতা বৃদ্ধি সহ, 40 ডিগ্রীতে নেমে যায়, বাকি জীবন দ্বিগুণ করে 4 বছর করে।

উপসংহার: 40 ডিগ্রি /5ppm Cl2 এ 1,000 ঘন্টা পরে 5-10 ইউনিট দ্বারা কঠোরতা বৃদ্ধি পেয়েছে
The surface hardness of PFA heater increased by 5–10 Shore D units (from 66–68 to 70–75) after exposure to dissolved chlorine gas (5 ppm) in water at 40°C for 1,000 hours. The surface was embrittled, the elongation at break decreased from 300 % to 70-80 %. The degradation is confined to the outer 50–150 ?m layer and does not cause immediate failure, but it weakens the resistance of the heater to thermal cycling and mechanical stress. For normal pool and municipal water disinfection (25 to 40 deg C, 1 to 5 ppm), PFA heaters have adequate 5-10 year life. PFA is not recommended for industrial usage above 50°C. Annual tests of Shore D hardness offer an easy, non-destructive way to measure degradation and forecast replacement dates. Replacement of heater required if hardness increases >15 ইউনিট বা কোনো স্পষ্ট পৃষ্ঠ ক্র্যাকিং. কীভাবে কঠোরতা নিরীক্ষণ করা যায়, তাপমাত্রা বজায় রাখা যায় এবং ব্যর্থ হওয়ার আগে প্রতিস্থাপন করা যায় ক্লোরিন এবং উচ্চ তাপমাত্রা পিএফএ-এর শত্রু। উভয় পরিচালনা করুন এবং আপনার হিটার বেঁচে থাকবে।