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

সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট (NaOCl) ব্যাপকভাবে মিউনিসিপ্যাল ​​ওয়াটার ট্রিটমেন্ট, ফুড প্রসেসিং স্যানিটেশন, এবং ফার্মাসিউটিক্যাল সিআইপি (পরিষ্কার-স্থানে-ব্যবস্থায় জীবাণুমুক্ত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। সর্বোত্তম নির্বীজন কার্যকারিতার জন্য 30-50 ডিগ্রি দ্রবণ তাপমাত্রা বজায় রাখতে হাইপোক্লোরাইট রিসার্কুলেশন লুপে বৈদ্যুতিক গরম করার টিউবগুলি প্রায়শই ইনস্টল করা হয়। যাইহোক, একাধিক ওয়াটার ট্রিটমেন্ট প্ল্যান্টের ক্ষেত্রের ব্যর্থতা দেখায় যে 316টি স্টেইনলেস স্টিলের আবরণগুলি 200-500 ঘন্টা বিরতিহীন পরিষেবার মধ্যে বায়ু-তরল-বাষ্প থ্রি-ফেজ বাউন্ডারিতে অত্যন্ত স্থানীয়, গুরুতর খাঁজকাটা আক্রমণ তৈরি করে। ক্রমাগত নিমজ্জিত অবস্থায় বা সম্পূর্ণ শুষ্ক অবস্থায় এই আক্রমণ পরিলক্ষিত হয় না। তিনটি-পর্যায়ের সীমানা - যেখানে হাইপোক্লোরাইট দ্রবণ থেকে উপরের বাষ্পের জায়গায় আবরণ উত্থিত হয় - শর্তগুলির একটি অনন্য সমন্বয় অনুভব করে: পর্যায়ক্রমে ভেজা এবং শুকানোর চক্র, বায়ুর সংস্পর্শে অক্সিজেন সমৃদ্ধকরণ, বাষ্পীভবন-হাইপোক্লোরাইটের ঘনত্ব এবং হাইপোক্লোরাইট এবং ক্লোরাইট ডিপোজিট ক্লোরাইডের ঘনত্ব। ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂)। ফলাফল হল একটি স্ব-ক্ষয়কারী ক্ষয় কোষ যা তরল স্তরে খাপের মধ্যে একটি পরিধিযুক্ত খাঁজ কেটে দেয়, প্রায়শই কয়েক সপ্তাহের মধ্যে সম্পূর্ণরূপে প্রাচীর ভেদ করে। এই নিবন্ধটি NaOCl পরিষেবার তিন-ফেজ সীমানায় খাঁজকাটা ক্ষয়ের হার পরিমাপ করে এবং এই ব্যর্থতা মোডকে প্রতিরোধ করার জন্য ডিজাইন এবং অপারেশনাল কৌশল প্রদান করে।

হাইপোক্লোরাইট সলিউশনে তিন-ফেজ বাউন্ডারির ​​ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি

সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট দ্রবণগুলি সহজাতভাবে অস্থির, 3NaOCl → 2NaCl + NaClO₃ এবং 2NaOCl → 2NaCl + O₂ এর মাধ্যমেও পচনশীল। 30-50 ডিগ্রিতে, পচন ত্বরান্বিত হয়। তিন-পর্যায়ের সীমারে (বায়ু-তরল-খাপ), হাইপোক্লোরাইট দ্রবণের পাতলা ফিল্ম যা বাল্ক তরল স্তরের উপরে আবরণকে ভিজিয়ে দেয়, তা দ্রুত বাষ্পীভবনের মধ্য দিয়ে যায়, হাইপোক্লোরাইটকে সাধারণ 0.5-2.0% থেকে ঘনীভূত করে %10-তে উচ্চ ক্লোরিন হিসাবে পাওয়া যায়। ঘনীভূত হাইপোক্লোরাইট আরও দ্রুত পচে যায়, ক্লোরিন গ্যাস (Cl₂) তৈরি করে, যা 316 স্টেইনলেস স্টিলের জন্য অত্যন্ত ক্ষয়কারী এবং স্থানীয়ভাবে একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং, কম{19}pH পরিবেশ তৈরি করে। একই সাথে, পর্যায়ক্রমে ভেজানো এবং শুকানোর চক্রগুলি একটি স্থিতিশীল প্যাসিভ ফিল্ম গঠনে বাধা দেয়। চক্রের শুষ্ক অংশের সময়, যে কোনও নিষ্ক্রিয় ফিল্ম তৈরি হয় তা ডিহাইড্রেটেড এবং ফাটল হয়ে যায়; রিওয়েটিং পিরিয়ডের সময়, নতুন ফিল্ম তৈরি হওয়ার আগে তাজা হাইপোক্লোরাইট উন্মুক্ত ধাতুকে আক্রমণ করে।

একটি ডিফারেনশিয়াল এয়ারেশন সেল গঠনের মাধ্যমে গ্রুভিং মেকানিজম ত্বরান্বিত হয়। তরল রেখার নীচের অংশটি অক্সিজেন-ক্ষয় হয়ে গেছে (হাইপোক্লোরাইট পচনশীল অক্সিজেন গ্রহণের কারণে), যখন তিন-ফেজ সীমারেখার পাতলা ফিল্মটি বাতাসের সংস্পর্শে অক্সিজেন সমৃদ্ধ-। অক্সিজেন-সমৃদ্ধ অঞ্চল ক্যাথোডিক হয়ে যায়, যখন নিচের ধাতুটি অ্যানোডিক হয়ে যায়। অ্যানোডিক কারেন্ট তরল রেখায় ঘনীভূত হয়, একটি খাঁজ তৈরি করে যা সময়ের সাথে গভীর এবং প্রশস্ত হয়।

তিন-ফেজ বাউন্ডারিতে পরিমাপকৃত গ্রুভিং ক্ষয় হার

নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষাটি 316টি স্টেইনলেস স্টিল শীথ নমুনা ব্যবহার করে (1.5 মিমি প্রাচীর, 12 মিমি ওডি, দ্রবণ-অ্যানিলড) আংশিকভাবে 1.0% উপলব্ধ ক্লোরিন NaOCl দ্রবণে (pH 10.5 প্রাথমিক) 40 ডিগ্রিতে নিমজ্জিত করা হয়েছিল, যাতে তরল স্তর {7} বজায় রাখা হয়। পরীক্ষাটি 6-ঘন্টা চালু, 6-ঘন্টা বন্ধ চক্রে গরম করার (খাপ 50 ডিগ্রি পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় শক্তিযুক্ত) এবং নিষ্ক্রিয় (কোন গরম নয়, 40 ডিগ্রি স্নান) এর মধ্যে চক্রাকারে চলে। নমুনাগুলি মূল তরল স্তরে খাঁজ গভীরতার জন্য বিরতিতে পরীক্ষা করা হয়েছিল। খাঁজের গভীরতা বিভাগ এবং অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি দ্বারা পরিমাপ করা হয়েছিল।

খাঁজ কাটার হার ছিল আনুমানিক 1.5-2.0 µm প্রতি ঘন্টায় এক্সপোজার, 50-100 ঘন্টার প্রাথমিক ইনকিউবেশন সময়ের পরে প্রায় স্থির। 1.5 মিমি প্রাচীরের জন্য, একটানা সাইকেল চালানোর অধীনে ছিদ্রের পূর্বাভাসিত সময় ছিল 600-800 ঘন্টা (25-33 দিন)। দীর্ঘ বন্ধ{11}}চক্র এবং পরিবর্তনশীল অবস্থার সাথে ফিল্ড সার্ভিসে, ব্যর্থতা সাধারণত 200-500 ঘন্টা (8-21 দিন) মধ্যে ঘটে।

ক্রমাগত নিমজ্জন এবং অন্যান্য ভেরিয়েবলের সাথে তুলনা

তিনটি-পর্যায়ের সীমানা প্রভাবকে বিচ্ছিন্ন করতে, নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষাগুলি বিভিন্ন অবস্থার অধীনে পরিচালিত হয়েছিল৷ নিম্নলিখিত তথ্যগুলি দেখায় যে ক্রমাগত নিমজ্জন (কোনও ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো নয়) এবং সম্পূর্ণ শুষ্ক এক্সপোজার তিনটি-পর্যায়ের সীমানা অবস্থার তুলনায় ন্যূনতম ক্ষতি করে৷

গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলি হল: হাইপোক্লোরাইটের উপস্থিতি, একটি তরল-বাষ্প ইন্টারফেসের অস্তিত্ব, ভেজা-শুকনো সাইকেল চালানো, এবং বাষ্পের জায়গায় অক্সিজেনের অ্যাক্সেস। এই কারণগুলির যেকোন একটিকে নির্মূল করা 3-7 ফ্যাক্টর দ্বারা খাঁজ কমিয়ে দেয়।

গ্রুভিং হারের উপর রাসায়নিক ঘনত্বের প্রভাব

হাইপোক্লোরাইট দ্রবণের উপলব্ধ ক্লোরিন ঘনত্ব গ্রুভিং হারকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। উচ্চতর ঘনত্ব হাইপোক্লোরাইট পচনকে ত্বরান্বিত করে, আরও ক্লোরিন গ্যাস উৎপন্ন করে এবং আরও আক্রমণাত্মক বাষ্পীভবন ঘনত্ব তৈরি করে। 6-ঘন্টা ভেজা-শুকনো চক্র এবং 500 ঘন্টা মোট এক্সপোজার সহ ধ্রুবক 40 ডিগ্রিতে পরীক্ষাগুলি নিম্নলিখিত সম্পর্ক দেখায়:

0.5-1.5% NaOCl ব্যবহার করে সাধারণ 饮用水 জীবাণুনাশক লুপের জন্য, 316টি খাপের জন্য প্রত্যাশিত খাঁজকাটা ছিদ্রের সময় হল 2-8 সপ্তাহ। থায়োসালফেট সংযোজন কার্যকরভাবে বিনামূল্যে ক্লোরিন গ্রহণ করে এবং খাঁজকাটা প্রতিরোধ করে তবে জীবাণুমুক্তকরণ কার্যকারিতার সাথে আপস করতে পারে।

ওয়াটার ট্রিটমেন্ট প্ল্যান্ট থেকে ফিল্ড ব্যর্থতার উদাহরণ

NaOCl রিসার্কুলেশন লুপগুলিতে 316টি স্টেইনলেস স্টীল শীথযুক্ত হিটার ব্যবহার করে 23টি পৌরসভার জল চিকিত্সা সুবিধাগুলির একটি সমীক্ষা (0.5–1.2% উপলব্ধ Cl₂, 35–45 ডিগ্রি, প্রতি 4-12 ঘণ্টায় ভেজা-শুষ্ক চক্রের সাথে বিরতিহীন পাম্প অপারেশন) নিম্নলিখিত ব্যর্থতার নিদর্শনগুলি খুঁজে পেয়েছে:

প্ল্যান্ট এ এবং প্ল্যান্ট ই দেখায় যে একটি ধ্রুবক তরল স্তর বজায় রাখা (কোনও ভিজা-শুকনো সাইক্লিং নয়) খাঁজ আটকাতে হাইপোক্লোরাইট ঘনত্বের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। স্তরের ওঠানামা বা ব্যাচ অপারেশন সহ গাছপালা যেখানে ড্রেন চক্রের সময় হিটারটি উন্মুক্ত হয় সেগুলি ঘনত্ব নির্বিশেষে দ্রুত ব্যর্থতার সম্মুখীন হয়।

তিন-ফেজ গ্রুভিং প্রতিরোধ করার জন্য ডিজাইন এবং অপারেশনাল কৌশল

তিনটি ইঞ্জিনিয়ারিং কৌশল NaOCl পরিষেবাতে তিনটি-ফেজ গ্রুভিং প্রতিরোধ বা নাটকীয়ভাবে হ্রাস করে৷ হিটারটি সর্বদা সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত থাকে তা নিশ্চিত করা সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য। হিটিং এলিমেন্টের উপরের ন্যূনতম তরল স্তরের সাথে ট্যাঙ্ক বা লুপ ডিজাইন করুন, এবং একটি নিম্ন-স্তরের কাটআউট সুইচ ইনস্টল করুন যেটি-হিটারকে শক্তি দেয় যদি তরল স্তর খাপের শীর্ষের নীচে নেমে যায়।

যখন সম্পূর্ণ নিমজ্জন অসম্ভব, দ্বিতীয় কৌশল হল পাম্প বা হিটার অপারেশন নির্বিশেষে একটি ধ্রুবক তরল স্তর বজায় রাখার মাধ্যমে ভেজা-শুষ্ক সাইক্লিং দূর করা। একটি ধ্রুবক-লেভেল ওভারফ্লো উইয়ার বা লেভেল কন্ট্রোল ভালভ তরল পৃষ্ঠকে আবরণের উপরিভাগ জুড়ে যেতে বাধা দেয়।

তৃতীয় কৌশলটি এমন সিস্টেমে প্রযোজ্য যেখানে স্তরের বৈচিত্র এড়ানো যায় না। হিটারটি উল্লম্বভাবে না করে অনুভূমিকভাবে ইনস্টল করুন। অনুভূমিক অভিযোজনে, তিনটি-পর্যায়ের সীমানা একটি পূর্ণ পরিধির পরিবর্তে টিউবের শীর্ষ বরাবর একটি একক রেখা, এবং শীর্ষে যে খাঁজ তৈরি হয় তা দ্রুত চাপের সীমারেখা ভেদ করে না। অতিরিক্তভাবে, একটি অনুভূমিক টিউব যেখানে হিটিং উপাদানটি নীচের দিকে উন্মত্তভাবে অবস্থিত থাকে এমনভাবে ডিজাইন করা যেতে পারে যাতে খাপের উপরের অংশটি সরাসরি উত্তপ্ত না হয়, যা স্থানীয় তাপমাত্রাকে তিন-পর্যায়ের সীমানায় কমিয়ে দেয়।

হাইপোক্লোরাইট পরিষেবার জন্য বিকল্প উপকরণ

যদি 316 স্টেইনলেস স্টীল ব্যবহার করা আবশ্যক কিন্তু তিন-ফেজ এক্সপোজার বাদ দেওয়া যায় না, তবে খাপ উপাদান আপগ্রেড করা কিছু সুবিধা প্রদান করে, যদিও কোনো সাধারণ স্টেইনলেস স্টিলই তিন-ফেজ হাইপোক্লোরাইট অবস্থার জন্য সত্যিই প্রতিরোধী নয়।

টাইটানিয়াম গ্রেড 2 বা গ্রেড 70 ডিগ্রী পর্যন্ত তাপমাত্রায় হাইপোক্লোরাইট আক্রমণ থেকে প্রতিরোধী এবং তিন-পর্যায়ের অবস্থার মধ্যেও নিষ্ক্রিয় থাকে। একটি খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ প্ল্যান্টের ফিল্ড ডেটা যা একটি 0.8% NaOCl CIP লুপে টাইটানিয়াম গ্রেড 2 দিয়ে 316টি শীথ প্রতিস্থাপন করেছে, 24 মাস বিরতিহীন অপারেশনের পরে কোনও খাঁজ বা পিটিং দেখায়নি, যেখানে 316টি খাপ আগে প্রতি 3-4 সপ্তাহে ব্যর্থ হয়েছিল।

হাইপোক্লোরাইট লুপ হিটারের জন্য স্পেসিফিকেশন ভাষা

সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট পরিষেবার জন্য বৈদ্যুতিক গরম করার টিউব সংগ্রহ করার সময় ভিজা-শুকনো সাইকেল চালানো বা স্তরের ওঠানামার জন্য, প্রকৌশলীদের ন্যূনতম প্রয়োজন হিসাবে টাইটানিয়াম গ্রেড 2 বা গ্রেড 7 শিথ উপাদান নির্দিষ্ট করা উচিত। যদি 316 স্টেইনলেস স্টীল একটি বিদ্যমান সিস্টেমে ব্যবহার করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত অপারেটিং প্রয়োজনীয়তাগুলি অন্তর্ভুক্ত করুন: একটি স্তর নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে সর্বদা সর্বোচ্চ গরম করার উপাদানের উপরে তরল স্তর বজায় রাখুন; নিরাপদ ন্যূনতম স্তরের নিচে নেমে গেলে হিটারকে শক্তি জোগাতে-হিটার কন্টাক্টরের সাথে ইন্টারলক করা একটি নিম্ন-স্তরের কাটআউট সুইচ ইনস্টল করুন; ব্যাচ ড্রেন-এবং-ফিল সাইকেলের পরিবর্তে ধ্রুবক স্তরের সাথে ক্রমাগত অপারেশনের জন্য সিস্টেম ডিজাইন করুন; এবং অতিস্বনক বেধ পরিমাপ বা দৃষ্টি কাচের মাধ্যমে চাক্ষুষ পরিদর্শন ব্যবহার করে খাঁজ কাটার জন্য মাসিক তরল স্তরে খাপ পরিদর্শন করুন। নতুন ইনস্টলেশনের জন্য যেখানে হাইপোক্লোরাইটের ঘনত্ব 0.2% উপলব্ধ Cl₂ ছাড়িয়ে যায় এবং তাপমাত্রা 35 ডিগ্রি ছাড়িয়ে যায়, টাইটানিয়াম গ্রেড 7 শিথ উপাদান এবং অনুভূমিক হিটার অভিযোজন নির্দিষ্ট করুন। হাইপোক্লোরাইট পরিষেবাতে তিনটি-ফেজ সীমানা একটি অনন্য আক্রমণাত্মক মাইক্রো-পরিবেশ তৈরি করে যা সম্পূর্ণ নিমজ্জন বা বাষ্প-ফেজ এক্সপোজার থেকে মৌলিকভাবে আলাদা, প্রকৌশলীরা উপযুক্ত উপকরণ এবং সিস্টেম ডিজাইন নির্বাচন করতে পারেন যা এই অ্যাপ্লিকেশনটির দ্রুত খাঁজকাটা ব্যর্থতার বৈশিষ্ট্যকে প্রতিরোধ করে৷