50/50 ایتھیلین گلائکول/پانی کے مکسچر میں 500 پی پی ایم کلورائیڈ کے ساتھ 90 ڈگری پر ٹائٹینیم وسرجن ہیٹر یکساں پتلا ہونے کے مقابلے میں کریوس کرروسیشن سے زیادہ تیزی سے ناکام کیوں ہوتا ہے؟

Ethylene glycol/water combinations (50/50 vol%) اکثر سولر تھرمل سسٹم، HVAC اور انجن کولنگ میں حرارت کی منتقلی کے سیال کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ 90 ڈگری پر، خراب شدہ گلائکول یا میک اپ پانی سے 500 پی پی ایم کلورائڈ ٹائٹینیم کے خلاف ہے۔ اگرچہ ٹائٹینیم اس مرکب میں یکساں سنکنرن کے خلاف بہت مزاحم ہے، سنکنرن کی شرح 0.02 ملی میٹر فی سال سے کم ہے، ناکامی بنیادی طور پر ٹیوب سپورٹ، فلینجز اور گسکیٹ پر کریائس سنکنرن کی وجہ سے ہوتی ہے۔ شگاف جیومیٹری کلورائد کے ارتکاز میں اضافے اور آکسیجن کے ارتکاز میں کمی کا باعث بنتی ہے، جب کہ گلائکول بریک ڈاؤن (گلائیکولک ایسڈ، فارمک ایسڈ) کی مصنوعات مقامی پی ایچ کو کم کرتی ہیں۔ کریائس سنکنرن کے پھیلاؤ کی شرح 0.3-1.0 ملی میٹر فی سال ہے، یکساں پتلا ہونے سے 15-50 گنا تیز ہے۔ ناکامی کافی محدود ہے اور سوراخ اس وقت ہوتا ہے جب کہ 95% ٹیوب کی سطح برقرار رہتی ہے۔

گلائکول/واٹر مکسچر میں کریوس ڈومیننس کا طریقہ کار

بلک محلول میں، ایتھیلین گلائکول viscosity کو بڑھاتا ہے، جو آکسیجن کے پھیلاؤ کو کم کرتا ہے۔ غیر فعال فلم کے استحکام کی ضمانت کافی آکسیجن اور اعتدال پسند کلورائد ارتکاز سے دی جاتی ہے۔ دراڑ میں (مثال کے طور پر پی ٹی ایف ای سپورٹ کے نیچے یا گسکیٹ پر) آکسیجن کیتھوڈک عمل سے جلدی ختم ہو جاتی ہے اور اس کی فراہمی نہیں کی جاتی ہے۔ کلورائیڈ برقی غیر جانبداری کو برقرار رکھنے اور 2,000 سے 10,000 پی پی ایم کی سطح تک پہنچنے کے لیے شگاف میں پھیل جاتی ہے۔ گلائکول تھرمل طور پر 90 ڈگری پر نامیاتی تیزاب (گلائیکولک، فارمک، آکسالک) میں گل جاتا ہے۔ یہ تیزاب درار کے مقامی پی ایچ کو 3-4 تک کم کر دیتے ہیں۔ کلورائیڈ، کم پی ایچ اور آکسیجن کی کمی ایک ساتھ غیر فعال فلم کو کم کرتی ہے۔ کریوس انوڈ پر سنکنرن فعال ہے، جو ٹیوب کی باقی سطح کے بڑے بیرونی کیتھوڈ کے ذریعے چلتی ہے۔ اگر شگاف ( anode ) اور باہر ( کیتھوڈ ) کے درمیان galvanic کرنٹ برقرار ہے تو تحلیل کی شرح نمایاں ہے۔ بالآخر، سوراخ ہوتا ہے.

یکساں اور کریائس سنکنرن کی شرح کا مقداری موازنہ

50/50 ایتھیلین گلائکول/پانی میں 500 پی پی ایم کلورائڈ (پی ایچ 6.5 سے شروع ہونے والے) میں 90 ڈگری پر 2,000 گھنٹے تک کنٹرول شدہ ٹیسٹوں سے سنکنرن کی شرحیں یکسر مختلف ہیں۔ بغیر دراڑ کے ہموار ٹیوب کی عام سنکنرن کی شرح صرف 0.008 سے 0.015 ملی میٹر فی سال ہے۔ سطح شاندار اور گڑھے سے پاک ہے، جو ایک مستحکم غیر فعال فلم کی نشاندہی کرتی ہے۔ اس شرح کے ساتھ، 1.2 ملی میٹر کی دیوار کی موٹائی 50 سال سے زیادہ کی سروس لائف فراہم کرے گی۔ تاہم کریوس سنکنرن کی شرح 0.2 ملی میٹر کریوس گیپ کے ساتھ PTFE سپورٹ کے تحت 0.30–0.70 ملی میٹر/سال تک تھی۔ ابتدائی مرحلہ 200 اور 500 گھنٹے کے درمیان رہتا ہے، اور 0.3-0.6 ملی میٹر کی گہرائی کے ساتھ ایک نالی 1,000 گھنٹے کے اندر تیار ہوتی ہے۔ ربڑ کی گسکیٹ کے ساتھ جس میں 0.1 ملی میٹر کا وقفہ ہوتا ہے، شگاف کی سنکنرن کی شرح 0.50 سے 1.00 ملی میٹر فی سال تک بڑھ جاتی ہے، جو 100 سے 300 گھنٹے میں شروع ہوتی ہے اور 1200 سے 2400 گھنٹے میں 1.2 ملی میٹر کی دیوار کو سوراخ کرتی ہے۔ ایک ٹیوب ٹو ٹیوب شیٹ رولڈ جوائنٹ میں 300 سے 800 گھنٹوں میں شروع ہونے کے ساتھ 0.20 سے 0.50 ملی میٹر فی سال شگاف کی شرح ہوتی ہے۔

دراڑ کی شدت پر کلورائد اور گلائکول انحطاط کا اثر

شگاف کے حملے کی شدت گلائکول کی حالت اور کلورائد کے ارتکاز کا ایک مضبوط فعل ہے۔ 100 پی پی ایم کلورائیڈ پر تازہ گلائکول (انابیٹرز کے ساتھ) 500 گھنٹے کے بعد 5.5 کا کریوس پی ایچ دیتا ہے جس کی سنکنرن کی شرح 0.10-0.25 ملی میٹر سالانہ ہوتی ہے۔ 500 پی پی ایم کلورائیڈ پر تازہ غیر روکے ہوئے گلائکول 0.30-0.60 ملی میٹر سالانہ کی شرح سے پی ایچ 4.5 پر گرتا ہے۔ 500 پی پی ایم کلورائڈ کے ساتھ تھرمل طور پر گلائیکول (90 ڈگری پر 500 گھنٹے) پی ایچ 3.5 دیتا ہے۔ شرح 0.60-1.00 ملی میٹر/سال ہے۔ 1,000 پی پی ایم کلورائیڈ کے ساتھ 1,000 پی پی ایم سے زیادہ نامیاتی تیزاب کے ساتھ شدید طور پر بگڑا ہوا گلائکول، پی ایچ 3.0، کریوس سنکنرن کی شرح 1.00-1.80 ملی میٹر فی سال۔ ان حالات کے تحت، یکساں سنکنرن کی شرح <0.025 ملی میٹر/سال ہے، جو کہ دراڑوں کے سنکنرن کو غالب ناکامی کے طریقہ کار کے طور پر ظاہر کرتی ہے۔

گلائکول/واٹر ہیٹر کریائس سنکنرن سے بچاؤ کے اقدامات

نیچے دی گئی جدول ایتھیلین گلائکول/پانی کے مجموعے میں 90 ڈگری پر کریوس کے سنکنرن کو کم کرنے کے لیے رہنما خطوط فراہم کرتی ہے، جو ہیٹر کی ترتیب اور کرائس کے خطرے کی تشخیص کی بنیاد پر ہے۔

کریوس ہیزرڈ ہیٹر کا انتظام مجوزہ ڈیزائن میں تبدیلی متوقع کریائس سنکنرن کی شرح (ملی میٹر/سال)
PTFE ٹیوب اسپیسرز (0.2-0.5 ملی میٹر وقفہ) ہائی ٹائٹینیم ویلڈیڈ متبادل کی حمایت کرتا ہے<0.02
ربڑ کی گسکیٹ کے ساتھ فلینجز بہت اونچے ویلڈڈ یا بریز کنیکٹر استعمال کریں۔<0.02
0.05–0.10 توسیع کے بعد ٹیوب شیٹ اعتدال پسند ویلڈ ٹیوب-سے-ٹیوب شیٹ میں رولر پھیلی ہوئی ٹیوبیں
ہائی کمپریشن کی متعلقہ اشیاء کو ختم کرنا؛ ویلڈیڈ متعلقہ اشیاء کا استعمال کریں<0.02
موجودہ دراڑوں کو دوبارہ ڈیزائن کرنے سے قاصر ہے 0.15–0.30 کو پیوند کرنے کے لیے اعتدال پسند PTFE ٹیپ کا استعمال کریں
کریک کے خاتمے سے زیادہ انجینئرنگ

کریوس سنکنرن مزاحمت ٹائٹینیم گریڈ سے سخت متاثر ہے۔ گریڈ 7 (پیلیڈیم اسٹیبلائزڈ) میں 3-5 گنا زیادہ وقت شروع ہوتا ہے اور 50-گریڈ 2 کے مقابلے میں 70% کم پھیلاؤ کی شرح گلیکول/واٹر کریوسس میں ہوتی ہے۔ دیوار کی موٹائی مادی الاؤنس دیتی ہے۔ ایک 2.0 ملی میٹر کی دیوار 0.5 ملی میٹر فی سال کی کریوس سنکنرن کے ساتھ 4 سال تک رہتی ہے، لیکن 1.2 ملی میٹر کی دیوار صرف 2.4 سال تک رہتی ہے۔ glycol inhibitor پیکیج اہمیت رکھتا ہے۔ نائٹریٹ پر مبنی روکنے والے ٹائٹینیم کریوس کے سنکنرن کو فروغ دیتے ہیں، جبکہ مولیبڈیٹ یا ایزول پر مبنی روکنے والے بے نظیر ہیں۔ پی ایچ، کلورائیڈ اور آرگینک ایسڈ کے ارتکاز کے لیے باقاعدگی سے گلائکول کا نمونہ پیش گوئی کی بحالی کو ممکن بناتا ہے۔ glycol pH کو 8.0 سے اوپر رکھنے کے لیے monoethanolamine شامل کرنے سے شگاف کے حملے میں بہت کمی آتی ہے۔

بصیرت کے ساتھ تصریح کرنا

90C پر 500 ppm کلورائیڈ کے ساتھ 50/50 ethylene glycol/water کے لیے ٹائٹینیم وسرجن ہیٹر ڈیزائن کریں۔ اسے کریوس-مفت بنائیں: ویلڈڈ ٹیوب سپورٹ، ویلڈڈ فلینجز، اور ویلڈیڈ ٹیوب-سے-ٹیوب شیٹ جنکشنز کا استعمال کریں۔ اگر کوئی دراڑ ختم نہیں ہوتی ہے تو، گریڈ 7 ٹائٹینیم استعمال کریں، اور ہر سہ ماہی میں تمام شگاف کی جگہوں کو بورسکوپ یا ڈائی پینیٹرینٹ سے چیک کریں۔ پہلے سے ہی سروس میں موجود ہیٹرز کے لیے جو کریائس سنکنرن کا سامنا کر رہے ہیں، خالی جگہوں کو ڈھانپنے کے لیے PTFE ٹیپ یا سلیکون سیلنٹ کے ساتھ ریفٹ کریں اور سنکنرن روکنے والے کے طور پر 200 ppm پر گلائکول میں سوڈیم مولیبڈیٹ شامل کریں۔ آپریشن کے دوران پی ایچ 6.0 سے نیچے گرنے کے لیے گلائکول چیک کریں۔ اگر پی ایچ ڈراپ پایا جاتا ہے تو، فوری طور پر گلائکول چارج تبدیل کریں. کریائس کی سنکنرن یکساں پتلا ہونے سے 15-50 گنا زیادہ تیزی سے ہیٹر کی ناکامی کا سبب بن سکتی ہے۔ یہ جانتے ہوئے، انجینئر ایتھیلین گلائکول/واٹر سروس میں مٹیریل گریڈ سلیکشن پر کرائسز کو کم کرنے پر زور دیتا ہے۔