কেন 316 স্টেইনলেস স্টিল শীথ বৈদ্যুতিক গরম করার টিউব সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট জীবাণুনাশক 30-50 ডিগ্রীতে লুপ করে 3

সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট (NaOCl) সাধারণত মিউনিসিপ্যাল ​​ওয়াটার ট্রিটমেন্ট, ফুড প্রসেসিং স্যানিটেশন এবং ফার্মাসিউটিক্যাল সিআইপি (পরিষ্কার-স্থানে) সিস্টেমে জীবাণুমুক্ত করার জন্য প্রয়োগ করা হয়। সর্বোত্তম নির্বীজন দক্ষতার জন্য দ্রবণ তাপমাত্রা 30-50 ডিগ্রি রেঞ্জের মধ্যে রাখতে হাইপোক্লোরাইট রিসার্কুলেশন লুপে সাধারণত বৈদ্যুতিক গরম করার টিউব ব্যবহার করা হয়। বেশ কয়েকটি জল শোধনাগারের ক্ষেত্রের ব্যর্থতা, যাইহোক, দেখা গেছে যে 316টি স্টেইনলেস স্টিলের আবরণগুলি 200 থেকে 500 ঘন্টা বিরতিহীন পরিষেবার মধ্যে বায়ু-তরল-বাষ্প থ্রি-ফেজ বাউন্ডারিতে অত্যন্ত স্থানীয়, গুরুতর খাঁজকাটা আক্রমণের জন্য সংবেদনশীল। এই আক্রমণটি ক্রমাগত ভেজা বা সম্পূর্ণ শুষ্ক অবস্থায় দেখা যায় না। তিনটি-পর্যায়ের সীমানা, যেখানে খাপ হাইপোক্লোরাইট দ্রবণ ত্যাগ করে এবং উপরের বাষ্পের জায়গায় প্রবেশ করে, সেখানে ভিজানো এবং শুকানোর চক্র, বাতাসের সংস্পর্শে অক্সিজেন সমৃদ্ধকরণ, হাইপোক্লোরাইট এবং ক্লোরাইড প্রজাতির বাষ্পীভবন যা হাইপোক্লোরাইট গ্যাসের ঘনত্ব ঘটায় (এবং ডিক্লোরোকোমাইট 2) সহ অবস্থার একটি অনন্য সমন্বয়ের সংস্পর্শে আসে। ফলাফল হল একটি স্ব-টেকসই জারা কোষ যা তরল স্তরে খাপের মধ্যে একটি পরিধিযুক্ত খাঁজ কেটে দেয়, সাধারণত কয়েক সপ্তাহের মধ্যে প্রাচীর সম্পূর্ণরূপে প্রবেশ করে। এই অধ্যয়নটি NaOCl পরিষেবার তিন-ফেজ সীমানায় খাঁজকাটা ক্ষয় হারের পরিমাণ নির্ধারণ করে এবং এই ব্যর্থতা মোড এড়াতে নকশা এবং অপারেশনাল সুপারিশ উপস্থাপন করে।

হাইপোক্লোরাইটের সমাধানে তিন-ফেজ বাউন্ডারির ​​ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি
সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট দ্রবণগুলি সহজাতভাবে অস্থির এবং 3NaOCl → 2NaCl + NaClO3 এবং এছাড়াও 2NaOCl → 2NaCl + O2 অনুসারে পচে যায়। 30-50oC এর কাছাকাছি পচন ত্বরান্বিত হয়। হাইপোক্লোরাইট দ্রবণের পাতলা ফিল্মটি বাল্ক তরল স্তরের উপরে তিনটি-ফেজ সীমারে (বায়ু-তরল-আবরণ) শীটকে ভিজিয়ে দ্রুত বাষ্পীভূত করে, স্বাভাবিক 0.5-2.0% অ্যাক্সেসযোগ্য ক্লোরিন থেকে হাইপোক্লোরাইটকে 10-15% পর্যন্ত বাষ্পীভূত করে। ঘনীভূত হাইপোক্লোরাইট ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) উৎপন্ন করার জন্য আরও দ্রুত পচে যা 316 স্টেইনলেস স্টিলের জন্য খুব ক্ষয়কারী এবং স্থানীয়ভাবে তীব্রভাবে অক্সিডাইজিং, কম pH পরিবেশ। একই সময়ে, ভেজা এবং শুকানোর চক্রগুলি একটি স্থিতিশীল প্যাসিভ ফিল্ম তৈরি করতে বাধা দেয়। চক্রের শুকনো অংশের সময় যে কোনও প্যাসিভ ফিল্ম তৈরি হয়েছে তা শুকিয়ে এবং ভেঙে গেছে। রিওয়েটিং স্টেজে নতুন আবরণ তৈরি হওয়ার আগেই তাজা হাইপোক্লোরাইট উন্মুক্ত ধাতুকে আক্রমণ করে।

একটি ডিফারেনশিয়াল এয়ারেশন সেলের সৃষ্টি গ্রোভিং মেকানিজমকে ত্বরান্বিত করে তরল রেখার নিচের অংশটি অক্সিজেন-শূন্য হয়ে যায় (যেহেতু হাইপোক্লোরাইট ভাঙ্গন অক্সিজেন গ্রহণ করে) যেখানে তিনটি-ফেজ সীমার উপরের পাতলা স্তরটি হল অক্সিজেন-বাতাসের সংস্পর্শে সমৃদ্ধ৷ অক্সিজেন সমৃদ্ধ এলাকা ক্যাথোডিক হয়ে যায় এবং নীচের ধাতুটি অ্যানোডিক হয়ে যায়। অ্যানোডিক কারেন্ট তরল লাইনে স্থানীয়করণ করা হয় এবং সময়ের সাথে সাথে একটি গভীর ও প্রশস্ত খাঁজ তৈরি করে।

তিন-পর্যায়ের সীমানায় খাঁজকাটা জারা হার পরিমাপ করা
316টি স্টেইনলেস স্টিল শীথ নমুনা (1.5 মিমি প্রাচীর, 12 মিমি ওডি, দ্রবণ-অ্যানিলড) আংশিকভাবে 1.0% উপলব্ধ ক্লোরিন NaOCl দ্রবণে (পিএইচ 10.5 থেকে শুরু করে) নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষায় 40 ডিগ্রিতে নিমজ্জিত করা হয়েছিল, তরল স্তরের মাঝামাঝি। পরীক্ষাটি 6-ঘণ্টা অন/6-ঘন্টা বন্ধ চক্রে গরম করার (50 ডিগ্রি পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় খাপ শক্তিযুক্ত) এবং অলসতা (কোন গরম নয়, 40 ডিগ্রি স্নান) এর মধ্যে পর্যায়ক্রমে হয়। ব্যবধানে নমুনাগুলি মূল তরল স্তরে খাঁজ গভীরতার জন্য পরীক্ষা করা হয়েছিল। বিভাগ এবং অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে খাঁজের গভীরতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল।

এক্সপোজার টাইম (ঘন্টা) ভেজা -শুকনো চক্রের সংখ্যা (প্রতিটি ৬ ঘণ্টা) খাঁজের গভীরতা সর্বোচ্চ (μm) খাঁজের প্রস্থ (মিমি) খাঁজে দেয়ালের বেধ হ্রাস (১.৫ মিমি থেকে)
0 0 0 0 0% 100 8 (প্রায়) 45 0.8 3% 200 17 110 1.2 7% 300 25 210 1.5 14% 400 33 380 2.0 25% 500 42 620 2.5 41% (ছিদ্রের কাছাকাছি)
600 50 880 (ছিদ্রযুক্ত) 3.0 59%
গ্রুভিং রেট ছিল প্রায় 1.5-2.0 um/h এক্সপোজার, 50-100 ঘন্টার প্রাথমিক ইনকিউবেশনের পরে মোটামুটি সামঞ্জস্যপূর্ণ। 1.5 মিমি প্রাচীরের জন্য, ক্রমাগত সাইকেল চালানোর অধীনে ছিদ্রের জন্য অনুমিত সময় ছিল 600-800 ঘন্টা (25-33 দিন)। বর্ধিত অফ-সাইকেল এবং বিভিন্ন অবস্থার সাথে ফিল্ড সার্ভিসে, ব্যর্থতা প্রায়শই 200-500 ঘন্টা (8-21 দিন) মধ্যে ছিল।

ক্রমাগত নিমজ্জন এবং অন্যান্য কারণের তুলনা
বিভিন্ন পরিস্থিতিতে তিনটি-ফেজ সীমানা প্রভাবকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষা করা হয়েছিল। নীচের পরিসংখ্যানগুলি দেখায় যে ক্রমাগত নিমজ্জন (কোন ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো নয়) এবং সম্পূর্ণ শুষ্ক এক্সপোজারের তুলনায় তিন পর্বের সীমানা অবস্থার কোনও ক্ষতি নেই৷

পরীক্ষার অবস্থা NaOCl ঘনত্ব (% উপলব্ধ Cl 2) তাপমাত্রা ( ডিগ্রি ) এক্সপোজার সময় (ঘন্টা) সর্বাধিক ক্ষয় গভীরতা (μm) পৃষ্ঠের অবস্থা
সম্পূর্ণ নিমজ্জিত (কোন এয়ার ইন্টারফেস নেই) 1.0 40 500 25 হালকা পিটিং, ইউনিফর্ম
সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত 1.0 50 (চাপ গরম করা) 500 45 পিটিং, কোন খাঁজ নেই
আংশিকভাবে নিমজ্জিত, ধ্রুবক তরল স্তর (সাইক্লিং নয়) 1.0 40 500 180 (তরল লাইনে) খাঁজকাটা, কম তীব্র
আংশিকভাবে নিমজ্জিত, ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো (হিটিং চালু/বন্ধ) 1.0 40/50 500 620 গভীর খাঁজকাটা
আংশিকভাবে নিমজ্জিত, pH 9.5 এ নিয়ন্ত্রিত (সোডিয়াম কার্বনেট হিসাবে) 1.0 40/50 500 85 হালকা খাঁজকাটা
আংশিকভাবে নিমজ্জিত, বাষ্প স্থানের উপর নাইট্রোজেন শোধন 1.0 40/50 500 110 কম খাঁজকাটা
আংশিকভাবে নিমজ্জিত, ডিওনাইজড জল (NaOCl নেই) 0 40/50 500 0 কোনো ক্ষয় নেই
গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলি হল হাইপোক্লোরাইটের উপস্থিতি, একটি তরল-বাষ্প ইন্টারফেসের উপস্থিতি, ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো, এবং বাষ্পের জায়গায় অক্সিজেনের অ্যাক্সেস। এই কারণগুলির যে কোনও একটিকে নির্মূল করা 3-7 অনুপাত দ্বারা গ্রুভিং হ্রাস করে।

গ্রুভিং হারে রাসায়নিকের প্রভাব
খাঁজ কাটার হার হাইপোক্লোরাইট দ্রবণের উপলব্ধ ক্লোরিন ঘনত্বের জন্য বেশ সংবেদনশীল। উচ্চ ঘনত্ব হাইপোক্লোরাইটের দ্রুত ভাঙ্গনের দিকে পরিচালিত করে, ক্লোরিন গ্যাসের উৎপাদন বৃদ্ধি করে এবং আরও আক্রমণাত্মক বাষ্পীভবন ঘনত্বের দিকে পরিচালিত করে। 6-ঘন্টা ভেজা-শুকনো চক্র এবং 500 ঘন্টা মোট এক্সপোজার সহ ধ্রুবক 40 ডিগ্রীতে পরীক্ষাগুলি নিম্নলিখিত সম্পর্কগুলির ফলস্বরূপ:

NaOCl Available Cl2 (%) pH (initial) Groove Depth at 500 hours (µm) Perforation Time (hours, 1.5 mm wall) Vapour Space Cl2 Odour Observed 0.1 10.0 45 >5000 (অর্জিত হয়নি) কোনটিই 0.5 10.3 180 2500 হালকা 1.0 10.5 620 600-800 শক্তিশালী 2.0 11.0 1050 (ছিদ্রযুক্ত < 500 ঘন্টা) 300-400 খুব শক্তিশালী
ক্লোরিন স্ক্যাভেঞ্জার সহ 1.0 (থায়োসালফেট, 10 পিপিএম) 10.5 85 2800 না
0.5-1.5% NaOCl সহ সাধারণ পানীয় জলের জীবাণুমুক্তকরণ লুপগুলিতে খাঁজ কাটার জন্য পূর্বাভাসিত ছিদ্রের সময় হল 316টি খাপের জন্য 2-8 সপ্তাহ। থায়োসালফেটের উপস্থিতি কার্যকরভাবে বিনামূল্যে ক্লোরিন গ্রহণ করে এবং খাঁজকাটা এড়ায় কিন্তু জীবাণুমুক্তকরণের কার্যকারিতা কমাতে পারে।

জল শোধনাগারের ক্ষেত্রের ব্যর্থতার উদাহরণ
NaOCl রিসার্কুলেশন লুপগুলিতে 316টি স্টেইনলেস স্টীল এনকেসড হিটার ব্যবহার করে 23টি পৌরসভার জল চিকিত্সা সুবিধাগুলির পর্যালোচনা (0.5–1.2% উপলব্ধ Cl₂, 35–45 ডিগ্রি, প্রতি 4-12 ঘণ্টায় ভেজা-শুষ্ক চক্রের সাথে বিরতিহীন পাম্প অপারেশন) নিম্নলিখিত ব্যর্থতার ধরণগুলি দেখায়:

ফ্যাসিলিটি অপারেটিং প্যাটার্ন আনুমানিক ভেজা-শুষ্ক সাইকেল প্রতি ডে গ্রুভ পাংচার সময় নির্ধারিত
প্ল্যান্ট A (1.2% NaOCl) ক্রমাগত পুনঃসঞ্চালন, ধ্রুবক স্তর 0 (সাইক্লিং নয়) 8-12 মাস (কোনও খাঁজ নেই, শুধুমাত্র পিটিং)
প্ল্যান্ট বি (1.0% NaOCl) বিরতিহীন, 6 ঘন্টা চালু / 6 ঘন্টা বন্ধ, স্তর পরিবর্তিত হয় 2 18 d
প্ল্যান্ট সি (0.8% NaOCl) বিরতিহীন, 8 ঘন্টা চালু / 16 ঘন্টা বন্ধ, স্তর 1.5 25 দিন ওঠানামা করে
প্ল্যান্ট ডি (0.5% NaOCl) বিরতিহীন, প্রতি 4 ঘন্টায় পাম্প করে, চক্রের মধ্যে স্তর 6 12 দিনের মধ্যে কম হয়
প্ল্যান্ট ই (0.5% NaOCl, ফ্লোট ভালভ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত তরল স্তর) বিরতিহীন উত্তাপ, কিন্তু কোন স্তর সাইক্লিং 0 (কোন স্তর পরিবর্তন নয়) 6 মাস (কোনও খাঁজ নেই)
গাছপালা A এবং E পরামর্শ দেয় যে একটি স্থিতিশীল তরল স্তর (কোন ভিজা-শুকনো সাইক্লিং নয়) খাঁজকাটা প্রতিরোধে উচ্চ হাইপোক্লোরাইট ঘনত্বের চেয়ে বেশি তাৎপর্যপূর্ণ। ঘনত্ব স্তরের ওঠানামা বা ব্যাচ অপারেশন যেখানে ড্রেন চক্রের সময় হিটার উন্মুক্ত হয়েছিল এমন উদ্ভিদের ব্যর্থতার হারকে প্রভাবিত করে না।

তিন-ফেজ গ্রুভিং প্রতিরোধ করার জন্য ডিজাইন এবং অপারেশনাল কৌশল
NaOCl পরিষেবায় তিন-ফেজ গ্রুভিং প্রশমিত বা তীব্রভাবে কমানোর জন্য তিনটি প্রকৌশল সমাধান নিযুক্ত করা হয়৷ সবচেয়ে নিশ্চিত উপায় হ'ল হিটারটিকে সর্বদা জলের নীচে রাখা। গরম করার উপাদানের উপরে একটি ন্যূনতম তরল স্তর সহ ট্যাঙ্ক বা লুপ ডিজাইন করুন। একটি নিম্ন স্তরের কাটআউট সুইচ প্রদান করুন যা হিটারকে শক্তি দেয় যখন তরল স্তর খাপের শীর্ষের নীচে পড়ে।

দ্বিতীয়টি হল পাম্প বা হিটারের ক্রিয়া থেকে মুক্ত তরলটিকে একটি অভিন্ন স্তরে রাখা, যার ফলে সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত হওয়ার জন্য পর্যাপ্ত তরল না থাকলে ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো এড়ানো যায়। একটি ধ্রুবক লেভেল ওভারফ্লো উইয়ার বা লেভেল কন্ট্রোল ভালভ তরল পৃষ্ঠকে খাপ পৃষ্ঠের উপর দিয়ে ভ্রমণ করা বন্ধ করে দেয়।

তৃতীয় পন্থা হল সিস্টেমের জন্য যখন স্তরের বৈচিত্র রোধ করা যায় না। হিটারের অনুভূমিক ইনস্টলেশন, উল্লম্ব নয়। যখন টিউবটি অনুভূমিক হয়, তখন তিনটি-পর্যায়ের সীমানা একটি সম্পূর্ণ বৃত্তের পরিবর্তে টিউবের শীর্ষে শুধুমাত্র একটি একক রেখা। এছাড়াও শীর্ষে গঠিত খাঁজটি দ্রুত চাপের সীমানায় পৌঁছায় না। তদুপরি, একটি অনুভূমিক টিউব তৈরি করা যেতে পারে হিটিং এলিমেন্টের সাথে নীচের দিকে উন্মত্তভাবে অবস্থিত, যাতে খাপের উপরের অংশটি সরাসরি উত্তপ্ত না হয়, তাই তিন-পর্যায়ের সীমানায় স্থানীয় তাপমাত্রা কমিয়ে দেয়।

হাইপোক্লোরাইট পরিষেবার বিকল্প
যদি 316 স্টেইনলেস স্টিলের প্রয়োজন হয়, কিন্তু তিন ফেজ এক্সপোজার এড়ানো যায় না, তাহলে খাপ উপাদান আপগ্রেড করার কিছু সুবিধা আছে। কোন সাধারণ স্টেইনলেস স্টীল নেই যা সত্যিকারের তিন ফেজ হাইপোক্লোরাইট অবস্থার প্রতিরোধী।

500 ঘন্টা, 1% NaOCl, 40 ডিগ্রি, ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানোর (um) আপেক্ষিক খরচ (বনাম 316) প্রস্তাবিত
316 স্টেইনলেস স্টিল 620 1.0 না (দ্রুত ব্যর্থতা)
904L (UNS N08904) 280 2.5 সীমান্তরেখা
অ্যালয় 825 (UNS N08825) 120 4.0 মাত্রা নিয়ন্ত্রণ সহ গ্রহণযোগ্য
টাইটানিয়াম গ্রেড 2<10 2.2 Yes (very good)
টাইটানিয়াম গ্রেড 7<5 2.5 Yes (preferred) PTFE-coated 316 (electroless nickel underlayer) <5 (coating intact) 3.0 Yes, but danger of coating deterioration
টাইটানিয়াম গ্রেড 2 বা গ্রেড 7 70 ডিগ্রী পর্যন্ত তাপমাত্রায় হাইপোক্লোরাইট আক্রমণ প্রতিরোধী এবং এমনকি তিনটি পর্যায়ের পরিস্থিতিতেও নিষ্ক্রিয়। একটি খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ প্ল্যান্টের ফিল্ড ডেটা যেখানে 0.8% NaOCl সিআইপি লুপে টাইটানিয়াম গ্রেড 2 দিয়ে 316টি শীথ প্রতিস্থাপিত হয়েছিল 24 মাস বিরতিহীন অপারেশনের পরে কোন খাঁজ বা পিটিং দেখায়নি যেখানে 316টি খাপ আগে প্রতি 3-4 সপ্তাহে ব্যর্থ হয়েছিল।

হাইপোক্লোরাইট লুপ হিটার স্পেসিফিকেশন ভাষা
সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট পরিষেবার জন্য বৈদ্যুতিক গরম করার টিউব কেনার ক্ষেত্রে যেখানে ভেজা-শুষ্ক চক্র বা স্তরের ওঠানামার কোনও সম্ভাবনা থাকে, ইঞ্জিনিয়ারদের ন্যূনতম হিসাবে টাইটানিয়াম গ্রেড 2 বা গ্রেড 7 শিথ উপাদান প্রয়োজন। যেখানে একটি বিদ্যমান সিস্টেমে 316 স্টেইনলেস স্টীল ব্যবহার করা হয়, সেখানে নিম্নলিখিত অপারেটিং প্রয়োজনীয়তাগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হবে: (ক) তরল স্তরটি সর্বদা একটি স্তর নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার মাধ্যমে সর্বদা সর্বোচ্চ গরম করার উপাদানের উপরে বজায় রাখা হবে; (b) একটি নিম্ন-স্তরের কাটআউট সুইচ প্রদান করা হবে, হিটারের কন্টাক্টরের সাথে ইন্টারলক করা হবে-যদি মাত্রা নিরাপদ ন্যূনতম থেকে নিচে নেমে যায় তাহলে হিটারকে শক্তি দেয়; (c) সিস্টেমটি ব্যাচ ড্রেন-এবং-ফিল অপারেশনের পরিবর্তে ধ্রুবক স্তরের সাথে ক্রমাগত অপারেশনের জন্য ডিজাইন করা হবে; (d) আল্ট্রাসোনিক বেধ পরিমাপ বা দৃষ্টি কাচের মাধ্যমে চাক্ষুষ পরিদর্শন দ্বারা খাঁজ কাটার জন্য তরল স্তরে মাসিক পরিদর্শন করা হবে। 0.2%-এর বেশি Cl 2 এবং তাপমাত্রা 35 ডিগ্রির বেশি উপলব্ধ হাইপোক্লোরাইট সামগ্রী সহ নতুন ইনস্টলেশনের জন্য, টাইটানিয়াম গ্রেড 7 শিথ উপাদান এবং অনুভূমিক হিটার অভিযোজন নির্দিষ্ট করুন। হাইপোক্লোরাইট পরিষেবার তিন পর্বের সীমানা একটি অনন্য আক্রমণাত্মক মাইক্রো{15}}পরিবেশ উপস্থাপন করে যা সম্পূর্ণ নিমজ্জন বা বাষ্প ফেজ এক্সপোজার থেকে মৌলিকভাবে আলাদা। প্রকৌশলীরা যারা এটি বোঝেন তারা এই অ্যাপ্লিকেশনটিকে টাইপ করে এমন দ্রুত গ্রুভিং ব্যর্থতা এড়াতে উপযুক্ত উপকরণ এবং সিস্টেম ডিজাইন নির্বাচন করতে পারেন।