উচ্চ সিলিকা এবং ক্লোরাইড সহ একটি বিপরীত অসমোসিস ঘনীভূত প্রবাহের জন্য যখন একটি টাইটানিয়াম শীথ হিটার হিসাবে ব্যবহৃত হয়, তখন কীভাবে সিলিকা স্কেল ডিপোজিশন ক্ষয় থেকে অতিরিক্ত উত্তাপে ব্যর্থতার প্রক্রিয়া পরিবর্তন করে?

RO কনসেনট্রেট পরিষেবায় টাইটানিয়াম হিটার ডিজাইনে প্রাথমিক ট্রেড-বন্ধ৷
RO ঘনীভূত স্ট্রিমগুলি উচ্চ ক্লোরাইড (10,000–50,000 ppm) এবং উচ্চতর সিলিকা (SiO2 হিসাবে 50-200 পিপিএম) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। টাইটানিয়ামকে ক্লোরাইডের ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল। যাইহোক, 70 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায় সিলিকা উত্তপ্ত পৃষ্ঠে নিরাকার স্কেল হিসাবে পলিমারাইজ করে এবং অবক্ষয় করে। এই সিলিকা স্কেল সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থতা প্রক্রিয়া প্রভাবিত করে। ক্লোরাইড দ্বারা পিটিংয়ের কারণে স্কেল ছাড়াই টাইটানিয়ামের জন্য 3-5 বছর পরিষেবা জীবন। স্কেলটি একটি অন্তরক আবরণ হিসাবে কাজ করে এবং স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত উত্তাপ সৃষ্টি করে যা মাসের মধ্যে দ্রুত শীট বার্ন-থ্রু করে। এই প্রক্রিয়াটি প্রাচীরের বেধ দ্বারা প্রভাবিত হয়: একটি ঘন প্রাচীর একই শক্তি ঘনত্বের জন্য পৃষ্ঠে আরও গরম হবে, তাই সিলিকার পলিমারাইজেশন বৃদ্ধি এবং স্কেল তৈরি হবে। জারা থেকে সীমিত ব্যর্থতার স্কেল থেকে এই রূপান্তরটি RO ঘনীভূত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য হিটার ডিজাইন করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

যান্ত্রিক অখণ্ডতার উপর প্রভাব: সিলিকা স্কেল গঠনের গতিবিদ্যা
সিলিকা দ্রবণীয়তা তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায় এবং পিএইচ বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। পিএইচ 7-8 এবং 70 ডিগ্রিতে RO ঘনত্ব প্রায় 120 পিপিএম SiO2। যদি টাইটানিয়াম খাপের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 80 ডিগ্রি অতিক্রম করে (দেয়ালের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের কারণে) স্থানীয় দ্রবণীয়তা 80 পিপিএম-এর নিচে নেমে যায় এবং সুপারস্যাচুরেশন এবং পলিমারাইজেশন ঘটে। বিক্রিয়াটি হল: Si(OH)4 (aq) SiO2 (নিরাকার) + 2H2O সিলিকা স্কেল উৎপাদনের জন্য আনয়ন সময় আরহেনিয়াস সম্পর্কিত। 80 ডিগ্রী একটি পৃষ্ঠ তাপমাত্রা, 48 ঘন্টার মধ্যে স্কেল ফর্ম; 90 ডিগ্রিতে, এটি 8 ঘন্টার মধ্যে গঠন করে। একটি 1.0 মিমি টাইটানিয়াম প্রাচীরের জন্য 70 ডিগ্রি বাল্ক RO কনসেনট্রেটে 2.5 W/cm² এ কাজ করে, পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায় 78 ডিগ্রি, দ্রুত স্কেলিং থ্রেশহোল্ডের ঠিক নীচে। 1.8 মিমি প্রাচীরের বেধের জন্য পৃষ্ঠটি 85 ডিগ্রিতে পৌঁছায় এবং দ্রুত স্কেলিং শাসনে প্রবেশ করে। একবার একটি সিলিকা স্তর তৈরি হয়ে গেলে (পরিবাহিতা=1 W/m·K টাইটানিয়ামের জন্য 17 W/m·K এর তুলনায়), অতিরিক্ত তাপীয় প্রতিরোধ পৃষ্ঠের তাপমাত্রাকে আরও বাড়িয়ে দেয়, আরও স্কেল জমাকে উত্সাহিত করে। ব্যর্থতার প্রক্রিয়া পিটিং ক্ষয় (বছর) থেকে তাপীয় পলাতক (মাস) পর্যন্ত চলে।

থার্মাল পারফরম্যান্সের উপর প্রভাব: অতিরিক্ত গরম হওয়া এবং বার্ন-এর মাধ্যমে
একটি পাতলা সিলিকা স্কেল স্তর, মাত্র 0.5 মিমি পুরু, একটি তাপ প্রতিরোধের অবদান রাখে $\\Delta T_{scale}=q \\times t_{scale} /k_{scale}$। 2.5 W/cm² এ একটি 0.5 মিমি সিলিকা স্তর স্কেল জুড়ে 12.5 ডিগ্রি তাপমাত্রা হ্রাস করে। অর্থাৎ একই তাপ প্রবাহের জন্য টাইটানিয়ামের বাইরের পৃষ্ঠটি 12.5 ডিগ্রি বেশি গরম হতে হবে। বর্ধিত তাপমাত্রা মানে অনেক দ্রুত স্কেলিং। ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া চলতে থাকে যতক্ষণ না অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের তারটি তার 450C সীমা অতিক্রম করে, MgO নিরোধক ব্যর্থতা এবং শীথ বার্ন-কে ট্রিগার করে৷ RO কনসেনট্রেট হিটারের ফিল্ড ডেটা দেখায় যে 80 ডিগ্রী প্রাথমিক পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সহ একটি 1.2 মিমি টাইটানিয়াম প্রাচীর 500 ঘন্টার মধ্যে 0.3 মিমি সিলিকা স্কেল তৈরি করে যা পৃষ্ঠটিকে 95 ডিগ্রিতে উন্নীত করে। তারের তাপমাত্রা 450 ডিগ্রির বেশি হলে এবং হিটারটি ভেঙে গেলে স্কেলিং 95 ডিগ্রিতে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়, 1.0 মিমিতে পৌঁছায় আরও 500 ঘণ্টায়। পরিচ্ছন্ন শুরু থেকে ব্যর্থতা পর্যন্ত মোট সময়কাল 1,000-1,500 ঘন্টা, তুলনায়, পিটিং ক্ষয় একই প্রাচীর ছিদ্র করতে 8,000 থেকে 10,000 ঘন্টা সময় নেয়।

বাণিজ্য-অফ সিন্থেসিস: ওয়াল থিকনেস অ্যান্ড স্কেল ম্যানেজমেন্ট
বাল্ক সিলিকার ঘনত্ব (ppm SiO2) প্রস্তাবিত প্রাচীর বেধ প্রত্যাশিত ব্যর্থতা মোড পরিষেবা জীবন (ঘণ্টা) কোর ইঞ্জিনিয়ারিং যুক্তি < 50 পিপিএম 1.0 মিমি – 1.2 মিমি হালকা পিটিং শুধুমাত্র > 20,000 কোনও উল্লেখযোগ্য স্কেলিং নেই; প্রচলিত জারা নকশা প্রযোজ্য.
50 – 100 পিপিএম 1.0 মিমি (পাতলা-ওয়াল) 3,000-5,000 স্কেলের কারণে অতিরিক্ত গরম হওয়া পাতলা প্রাচীর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা কমিয়ে দেয় এবং স্কেলিং ধীর করে দেয়। পরিষ্কার করা স্বাভাবিক।
100 থেকে 150 পিপিএম প্রস্তাবিত নয় (সমস্ত বেধ) দ্রুত স্কেলিং বার্ন-এর মাধ্যমে <1,500 প্রাচীর কতটা পুরু তা বিবেচ্য নয়, আপনি আরোহণ এড়াতে পারবেন না। অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট যোগ করুন বা পদ্ধতি পরিবর্তন করুন।
সাপ্তাহিক অ্যাসিড ক্লিনিং, যেকোনো 1.2 মিমি – 1.5 মিমি ক্লিনিং-নিয়ন্ত্রিত > 10,000 ঘন ঘন পরিষ্কার করা স্কেলকে থার্মাল রানঅওয়ে হতে বাধা দেয়। ঘন প্রাচীর পরিষ্কারের ক্ষয় সহ্য করতে পারে।
6 স্কেল প্রিভেনশন এবং ক্লিনিং ইঞ্জিনিয়ারিং বিয়ন্ড দ্য ওয়াল
সিলিকা স্কেলিং দ্বারা সৃষ্ট ক্ষয় থেকে অত্যধিক উত্তাপে ব্যর্থতার প্রক্রিয়ার পরিবর্তন প্রাচীরের বেধ নির্ধারণে ক্ষয় ভাতার চেয়ে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণকে আরও গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে। উচ্চ সিলিকা RO ঘনত্বের সাথে মোকাবিলা করার সর্বোত্তম উপায় হল একটি পাতলা প্রাচীর (1.0 মিমি) এবং হয় রাসায়নিক অ্যান্টি-স্ক্যাল্যান্ট (ফসফোনেট যা সিলিকা পলিমারাইজেশন প্রতিরোধ করে) বা সাপ্তাহিক অ্যাসিড ক্লিনিং (2% সাইট্রিক অ্যাসিড 50 ডিগ্রিতে 1 ঘন্টা). 10-20 পিপিএম অ্যান্টি-স্ক্যাল্যান্ট ব্যবহার করে, বা স্ক্যাল্যান্টের সময় 51-10 বৃদ্ধি করে 1.0 মিমি প্রাচীর 5000+ ঘণ্টা স্থায়ী হবে। আবরণ 0.2 মিমি পুরু কম হলে, তাপীয় অবস্থা অ্যাসিড পরিষ্কারের দ্বারা পুনরুদ্ধার করা হয়, যা নিরাকার সিলিকা দ্রবীভূত করে। পরিষ্কার ছাড়াই একটি পুরু প্রাচীর (1.8 মিমি) পরিষ্কারের সাথে একটি পাতলা প্রাচীরের চেয়ে দ্রুত ব্যর্থ হয়, যেহেতু উচ্চতর প্রাথমিক পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি ধরে রাখতে পারে তার চেয়ে দ্রুত স্কেলিংকে গতি দেয়।

উপসংহার: যখন স্কেলিং ঘটে তখন ক্ষয় প্রভাবশালী ব্যর্থতা প্রক্রিয়া নয়
সিলিকা এবং ক্লোরাইডের উচ্চ ঘনত্বের RO-এর জন্য টাইটানিয়াম শীথ হিটার সিলিকা স্কেল জমার কারণে বিলম্বিত ক্লোরাইড পিটিং (বছর) থেকে দ্রুত অতিরিক্ত উত্তপ্ত পোড়া- মাধ্যমে (মাস) ব্যর্থতার প্রক্রিয়াকে রূপান্তরিত করে। একটি ঘন প্রাচীর দ্রুত স্কেলিং অঞ্চলে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বাড়িয়ে পরিস্থিতিকে আরও বাড়িয়ে তোলে। উচ্চ সিলিকা RO ঘনত্ব একটি পাতলা প্রাচীর (1.0 মিমি) এবং সাপ্তাহিক অ্যাসিড পরিষ্কার বা ক্রমাগত অ্যান্টি-স্ক্যাল্যান্ট ইনজেকশন দিয়ে পরিচালনা করা উচিত। এটাও মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে মোটা প্রাচীর যেটি পরিষ্কার করা হয়নি তা যত দ্রুত পরিষ্কার করা হয়েছে এমন একটি পাতলা প্রাচীরের তুলনায় এটি ব্যর্থ হবে তাই প্রাচীরের পুরুত্ব স্কেল নিয়ন্ত্রণের একটি সম্পূরক উপাদান। হিটারগুলি নির্দিষ্ট করার সময়, প্রস্তুতকারককে বাল্ক সিলিকা ঘনত্ব (পিপিএম) এবং অ্যাসিড পরিষ্কার করার সম্ভাবনা সরবরাহ করুন এবং 80 ডিগ্রির নিচে হবে তা যাচাই করার জন্য পৃষ্ঠের তাপমাত্রার অনুমানের অনুরোধ করুন৷