30% کیلشیم کلورائد (CaCl₂) میں 100 ڈگری پر نمکین پانی جس میں 2% میگنیشیم ناپاک ہے (بطور MgCl₂)، میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ (Mg(OH)₂) پیمانہ ترجیحی طور پر کیلشیم کاربونیٹ یا کیلشیم سلف سے زیادہ ہوتا ہے۔ میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ میں اعلی درجہ حرارت پر بہت کم حل پذیری ہوتی ہے اور یہ ٹائٹینیم ہیٹر کی سطحوں پر ایک سخت، پیروی کرنے والا پیمانہ بناتا ہے۔ اسکیل میں تھرمل چالکتا کم ہے (1–2 W/m·K) اور یہ مقامی حد سے زیادہ گرم ہونے کا سبب بنتا ہے۔ ترجیحی میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ اسکیلنگ کو روکنے کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت پانی کی سختی (بطور CaCO₃) 200 ppm ہے۔ اس سطح سے اوپر، پیمانے کی موٹائی 500 گھنٹوں کے اندر 0.2 ملی میٹر سے تجاوز کر جاتی ہے، جس کی وجہ سے گرمی کی منتقلی میں 30-50% کی کمی واقع ہوتی ہے۔

ترجیحی میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ اسکیلنگ کا طریقہ کار

اعلی-درجہ حرارت کے نمکین پانی میں، میگنیشیم آئنز ہائیڈولائز: Mg²⁺ + 2H₂O → Mg(OH)₂ + 2H⁺. یہ ردعمل اینڈوتھرمک ہے اور بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ تیز ہوتا ہے۔ گرم ٹائٹینیم کی سطح پر مقامی pH پانی کی کمی کی وجہ سے بڑھتا ہے، Mg(OH)₂ بارش کو مزید فروغ دیتا ہے۔ کیلشیم آئن کاربونیٹ اور سلفیٹ کے ترازو بناتے ہیں، لیکن یہ کم لگتے ہیں اور زیادہ آسانی سے ہٹا دیے جاتے ہیں۔ جب پانی کی سختی 200 پی پی ایم سے زیادہ ہو جائے تو میگنیشیم کی 2% ناپاکی پر بھی موجودگی Mg(OH) ₂ کی ساخت پر حاوی ہونے کا سبب بنتی ہے۔ پیمانہ پلیٹ کے طور پر-بڑھتا ہے جیسے کرسٹل جو آپس میں بند ہو کر ایک مضبوط پرت بناتا ہے۔

پانی کی سختی کے کام کے طور پر مقداری پیمانے کی تشکیل

مصنوعی نمکین نمکین پانی (30% CaCl₂, 2% MgCl₂, 100 ڈگری) میں 500 گھنٹے سے زیادہ مختلف کل سختی (پی پی ایم CaCO₃ کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے) میں کنٹرول شدہ جانچ نے درج ذیل کو قائم کیا ہے۔ 100 پی پی ایم سے کم سختی پر، پیمانے کی موٹائی 10–30 µm ہے، پیمانہ معمولی Mg(OH)₂ کے ساتھ کیلشیم کاربونیٹ ہے، تیزاب کی صفائی سے ہٹانا ممکن ہے، اور حرارت کی منتقلی میں کمی 5–15% ہے۔ 100–200 ppm کی سختی پر، پیمانے کی موٹائی 30–70 µm تک پہنچ جاتی ہے، پیمانہ مخلوط کاربونیٹ اور Mg(OH)₂ ہے، ہٹانے کے لیے برش پلس ایسڈ کی ضرورت ہوتی ہے، اور حرارت کی منتقلی میں کمی 15–30% ہے۔ 200–300 ppm کی سختی پر، اہم حد، پیمانے کی موٹائی 60–120 µm ہوتی ہے، پیمانہ Mg(OH)₂ زیادہ التزام کے ساتھ غالب ہوجاتا ہے، ہٹانے کے لیے مکینیکل سکریپنگ کی ضرورت ہوتی ہے، اور حرارت کی منتقلی میں کمی 25–45% ہوتی ہے۔ 300–500 ppm کی سختی پر، پیمانے کی موٹائی 100–200 µm ہے، پیمانہ سخت میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ ہے، ہٹانا بہت مشکل ہے، اور حرارت کی منتقلی میں کمی 40–60% ہے۔ 500 پی پی ایم سے اوپر، پیمانے کی موٹائی 200 µm سے زیادہ ہوتی ہے، شدید اسکیلنگ ہوتی ہے، اور حرارت کی منتقلی میں کمی 60% سے زیادہ ہوتی ہے۔

سختی رواداری پر میگنیشیم کی حراستی اور درجہ حرارت کا اثر

زیادہ سے زیادہ قابل اجازت پانی کی سختی کم ہو جاتی ہے کیونکہ میگنیشیم کا ارتکاز بڑھتا ہے۔ 1% میگنیشیم نجاست پر، کے لیے قابل اجازت سختی<0.1 mm scale is 300 ppm. At 2% magnesium, the allowable hardness drops to 200 ppm. At 3% magnesium, the allowable hardness falls to 150 ppm. At 5% magnesium, the allowable hardness is only 80 ppm. Temperature also affects the threshold; at 80°C, the allowable hardness at 2% magnesium is 350 ppm. At 100°C, the allowable hardness is 200 ppm. At 120°C under pressure, the allowable hardness is 120 ppm. At 140°C, the allowable hardness is 80 ppm.

میگنیشیم-آلودہ کیلشیم کلورائیڈ برائن کے لیے پانی کی سختی کنٹرول گائیڈ

مندرجہ ذیل جدول مطلوبہ پیمانے کی موٹائی اور صفائی کی فریکوئنسی کی بنیاد پر 30% CaCl₂ نمکین پانی میں 2% میگنیشیم ناپاکی کے ساتھ 100 ڈگری میں زیادہ سے زیادہ قابل اجازت پانی کی سختی کے لیے سفارشات فراہم کرتا ہے۔

پانی کی سختی کے کنٹرول سے پرے انجینئرنگ

ٹائٹینیم گریڈ اسکیل کی تشکیل کو متاثر نہیں کرتا ہے، لیکن گریڈ 7 میں کم-پیمانے کے سنکنرن کے خلاف بہتر مزاحمت ہے۔ دیوار کی موٹائی گرمی کی منتقلی کا الاؤنس فراہم کرتی ہے۔ 0.3 ملی میٹر پیمانے کے ساتھ ایک 2.0 ملی میٹر دیوار کم ہو گئی ہے لیکن پھر بھی فعال حرارت کی منتقلی ہے۔ الیکٹرو پولش شدہ سطحیں (0.3 µm سے نیچے Ra) پیمانے پر آسنجن کو کم کرتی ہیں اور آسانی سے ہٹانے کی اجازت دیتی ہیں۔ کیلشیم کاربونیٹ کے لیے پولی ایکریلیٹس یا فاسفونیٹس جیسے اسکیل روکنے والے موثر ہیں لیکن میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ پر ان کا اثر محدود ہے۔ نمکین پانی پی ایچ کو 7.5 سے نیچے برقرار رکھا جانا چاہئے؛ زیادہ پی ایچ Mg(OH)₂ ورن کو تیز کرتا ہے۔ 5% ہائیڈروکلورک ایسڈ کے ساتھ 50 ڈگری پر 2 گھنٹے کے لیے متواتر تیزاب کی صفائی کیلشیم کاربونیٹ پیمانے کو تحلیل کرتی ہے، لیکن Mg(OH)₂ پر کم موثر ہے۔

باخبر تفصیلات بنانا

ٹائٹینیم ہیٹ راڈ کے لیے جو 30% کیلشیم کلورائد برائن میں 2% میگنیشیم ناپاکی کے ساتھ 100 ڈگری پر کام کرتی ہے، ترجیحی میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ اسکیلنگ کو روکنے کے لیے پانی کی کل سختی 100 ppm سے کم رکھیں۔ نمکین پانی کے لیے نرم پانی کا استعمال کریں-اور ٹائٹریشن کے ذریعے ہفتہ وار سختی کی نگرانی کریں۔ اگر سختی 200 پی پی ایم سے زیادہ ہے، تو چونے کے ساتھ پی ایچ کو 9.5 تک بڑھا کر میگنیشیم کو تیز کریں، پھر سروس پر واپس آنے سے پہلے فلٹر کریں۔ Mg(OH)₂ اسکیل والے موجودہ ہیٹر کے لیے، 4 گھنٹے کے لیے 70 ڈگری پر 10% سائٹرک ایسڈ استعمال کریں، اس کے بعد مکینیکل برش کریں۔ 200 پی پی ایم سے کم پانی کی سختی کو کنٹرول کرکے، انجینئر ایڈرینٹ میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ اسکیل کی تشکیل کو روکتا ہے جو گرمی کی منتقلی کو کم کرتا ہے اور مقامی حد سے زیادہ گرمی کا سبب بنتا ہے۔