60-90 ডিগ্রিতে 20% সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) ব্রিনে, একটি PFA হিটার অভিন্ন ওয়াটের ঘনত্বের (যেমন, 3 W/cm²) অধীনে মিঠা পানির তুলনায় 3× দ্রুত ব্যর্থ হয়। প্রাথমিক প্রক্রিয়াটি হল PFA - লবণের উপর রাসায়নিক আক্রমণ নয়, ফ্লুরোপলিমারের সাথে বিক্রিয়া করে না - কিন্তু লবণ থেকে ত্বরান্বিত প্রবেশ এবং ক্ষয়{10}} জলের ভৌত বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন ঘটায়। লবণ পানির পৃষ্ঠের উত্তেজনা বাড়ায়, পিএফএ পৃষ্ঠের আর্দ্রতা হ্রাস করে; বুদবুদগুলি দীর্ঘ সময় ধরে থাকে, স্থানীয় হট স্পট তৈরি করে। লবণ আয়নিক পরিবাহিতাও বাড়ায়, তাই পিএফএ যখন শেষ পর্যন্ত মাইক্রোক্র্যাক তৈরি করে, তখন লিকেজ কারেন্ট বেশি হয় এবং ধাতব কোরের ক্ষয় দ্রুত হয় (ক্লোরাইড পিটিং)। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, লবণ স্ফুটনাঙ্কের উচ্চতা বাড়ায়, তাই একই ওয়াটের ঘনত্ব স্বাদু পানির তুলনায় ব্রিনে বেশি জোরালো স্থানীয় ফুটন্ত ঘটায়, ক্যাভিটেশন এবং তাপীয় শকের মাধ্যমে পিএফএ ক্ষতিগ্রস্থ হয়। এই প্রভাবগুলির সংমিশ্রণ 80 ডিগ্রীতে 20% ব্রিনে হিটারের আয়ু 10,000-15,000 ঘন্টা থেকে তাজা জলে 3,000-5,000 ঘন্টা কমিয়ে দেয়।
প্রক্রিয়া: স্ফুটনাঙ্কের উচ্চতা এবং স্থানীয় ওভারহিটিং
বায়ুমণ্ডলীয় চাপে, তাজা জল 100 ডিগ্রিতে ফুটতে থাকে। একটি পিএফএ হিটার 3 W/cm² এ তাজা জলে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 105-110 ডিগ্রি - মৃদু ফুটন্ত, স্থিতিশীল নিউক্লিয়েট ফুটন্ত নিয়ম। 20% NaCl ব্রিনে, স্ফুটনাঙ্কটি 1 বারে প্রায় 105 ডিগ্রিতে উন্নীত হয়। 3 W/cm² এ একই হিটারের এখন পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 115–120 ডিগ্রি - এবং 10 ডিগ্রি বেশি ΔT। ব্রিনে তাপ স্থানান্তর সহগ 20-30% কম কারণ উচ্চতর সান্দ্রতা এবং পৃষ্ঠের টান বুদবুদের নিউক্লিয়েশনকে দমন করে। পিএফএ আরও উত্তপ্ত, অবনতিকে ত্বরান্বিত করে (প্রতি 10-15 ডিগ্রিতে পারমিয়েশন দ্বিগুণ হয়)। গরম পৃষ্ঠ লবণ স্ফটিককরণ (স্কেলিং) প্রচার করে, যা হিটারকে আরও নিরোধক করে।
হিটার লাইফের তুলনা: ফ্রেশ ওয়াটার বনাম . 20% ব্রাইন (80 ডিগ্রি, 3 ওয়াট/সেমি², 2 মিমি প্রাচীর)
| প্যারামিটার | তাজা জল | 20% NaCl ব্রাইন | পার্থক্য |
|---|---|---|---|
| 1 বারে ফুটন্ত বিন্দু | 100 ডিগ্রী | 105 ডিগ্রী | +5 ডিগ্রি |
| PFA পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 3 W/cm² | 105-110 ডিগ্রী | 115-120 ডিগ্রী | +10 ডিগ্রি |
| তাপ স্থানান্তর সহগ h (W/m²·K) | 800–1,200 | 600–900 | –25% |
| নিউক্লিয়েট ফুটন্ত স্থায়িত্ব | স্থিতিশীল | বিরতিহীন (বুদবুদ আনুগত্য) | আরও খারাপ |
| লবণ স্কেলিং প্রবণতা | কোনোটিই নয় | পরিমিত (সাদা আমানত) | সমস্যা |
| পানির প্রবেশের হার (আপেক্ষিক) | 1.0x | 2.0–2.5x | দ্রুত |
| মূল জারা করার সময় (ঘন্টা) | 10,000–15,000 | 3,000–5,000 | 3× দ্রুত |
| ব্যর্থতা মোড | ইউনিফর্ম পাতলা | পিটিং + স্কেল + ক্র্যাকিং | মিশ্র |
কেন ক্লোরাইড শীথ লঙ্ঘনের পরে মূল ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে
যখন PFA খাপ অবশেষে মাইক্রোক্র্যাক বা পিনহোল তৈরি করে (3,000-5,000 ঘন্টা পরে), ব্রাইন ধাতব কোরের সাথে যোগাযোগ করে (ইনকোলয় বা টাইটানিয়াম)। ক্লোরাইড আয়ন (Cl⁻) বেশিরভাগ ধাতুর জন্য অত্যন্ত আক্রমণাত্মক। Incoloy 825 গরম ক্লোরাইড দ্রবণে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। টাইটানিয়াম বেশি প্রতিরোধী কিন্তু অনাক্রম্য নয় (উচ্চ তাপমাত্রায় ফাটল জারা)। ধাতব কোরটি দ্রুত ক্ষয় করে, ধাতব ক্লোরাইড তৈরি করে যা পিএফএকে আরও প্রসারিত করে এবং ক্র্যাক করে, যার ফলে গ্রাউন্ড ফল্ট হয়। মিঠা পানিতে, একই লঙ্ঘন ধীরে ধীরে ক্ষয় সৃষ্টি করবে (সপ্তাহ থেকে মাস)। ব্রিনে, ব্যর্থতা দিন থেকে সপ্তাহের মধ্যে ঘটে।
ভৌত সম্পত্তি পার্থক্য
| 80 ডিগ্রী এ সম্পত্তি | তাজা জল | 20% NaCl | হিটারের উপর প্রভাব |
|---|---|---|---|
| সান্দ্রতা (cP) | 0.35 | 0.45–0.50 | নিম্ন h, উচ্চতর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা |
| সারফেস টান (mN/m) | 62 | 72–75 | বুদবুদ আনুগত্য, গরম দাগ |
| তাপ পরিবাহিতা (W/m·K) | 0.67 | 0.58–0.62 | সামান্য কম জ |
| নির্দিষ্ট তাপ (J/kg·K) | 4,200 | 3,400 | প্রতি কিলোওয়াট উচ্চ তাপমাত্রা বৃদ্ধি |
| স্ফুটনাঙ্ক (ডিগ্রী) | 100 | 105 | উচ্চতর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা |
| বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (µS/সেমি) | 50 | 200,000 | লঙ্ঘনের পরে উচ্চতর ফুটো বর্তমান |
ব্রাইন সার্ভিসের জন্য প্রশমন
20% ব্রিনে পিএফএ হিটারের আয়ু বাড়ানোর জন্য:
ওয়াট ঘনত্ব হ্রাস করুন3 W/cm² থেকে 2 W/cm²। এটি পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 100-105 ডিগ্রীতে কমিয়ে দেয় (ব্রিনের স্ফুটনাঙ্কের নীচে), ফুটন্ত দূর করে।
মোটা পিএফএ ব্যবহার করুন(3 মিমি প্রাচীর) প্রবেশ এবং স্কেল অপসারণের জন্য আরও উপাদান সরবরাহ করতে।
একটি রিসার্কুলেশন পাম্প যোগ করুন to increase flow velocity (>0.5 m/s) বুদবুদ দূর করতে এবং স্কেল আনুগত্য প্রতিরোধ করতে।
টাইটানিয়াম কোর ব্যবহার করুন(Incoloy নয়) খাপ লঙ্ঘনের পরে ক্লোরাইড পিটিং প্রতিরোধ করতে।
একটি স্কেল ইনহিবিটার ইনস্টল করুন(পলিফসফেট) বা লবণের জমা অপসারণের জন্য পর্যায়ক্রমিক অ্যাসিড পরিষ্কার করা।
ক্ষেত্রের উদাহরণ
একটি সীফুড প্রসেসিং প্ল্যান্ট 75 ডিগ্রিতে 20% ব্রিনে পিএফএ হিটার ব্যবহার করে। প্রতি 8-10 মাসে (2,500 ঘন্টা) হিটার ব্যর্থ হয়। প্ল্যান্টটি দীর্ঘতর হিটার (একই মোট শক্তি) ইনস্টল করে ওয়াটের ঘনত্ব 3.5 W/cm² থেকে 2.2 W/cm² এ কমিয়েছে। পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 118 ডিগ্রী থেকে 102 ডিগ্রীতে (ফুটানোর নীচে) নেমে গেছে। হিটারের আয়ু বেড়ে 30-36 মাস (10,000 ঘন্টা)। উদ্ভিদটি লবণের আমানত দ্রবীভূত করার জন্য একটি সাপ্তাহিক তাজা জলের ধোয়া চক্র যোগ করেছে। কম প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে 6 মাসে বড় হিটারের খরচ (প্রতি ইউনিট $200 অতিরিক্ত) পুনরুদ্ধার করা হয়েছিল।
উপসংহার: স্ফুটনাঙ্কের উচ্চতা এবং ক্লোরাইড আক্রমণের কারণে ব্রাইন ব্যর্থতা 3 × ত্বরান্বিত করে
20% ব্রিনে একই ওয়াটের ঘনত্বে পরিচালিত একটি PFA হিটার তাজা জলের তুলনায় 3× দ্রুত ব্যর্থ হয় কারণ ব্রিনের উচ্চতর স্ফুটনাঙ্ক (105 ডিগ্রী বনাম. 100 ডিগ্রী) PFA পৃষ্ঠের তাপমাত্রাকে 10 ডিগ্রী বৃদ্ধি করে, ভেদনকে ত্বরান্বিত করে এবং লবণের স্কেলিংকে প্রচার করে। ক্লোরাইড আয়নগুলি ধাতুর মূল অংশে দ্রুত পিটিং সৃষ্টি করে একবার আবরণ লঙ্ঘন করে। ব্রিনে তুলনীয় জীবন অর্জন করতে, ওয়াটের ঘনত্ব 30-40% কম করুন (পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 100 ডিগ্রির নিচে রাখুন), মোটা পিএফএ ব্যবহার করুন, পুনঃসঞ্চালন যোগ করুন এবং টাইটানিয়াম কোর নির্দিষ্ট করুন। ব্রাইন তাজা জল নয়। সম্মানের সাথে এটি আচরণ করুন। শক্তি কম করুন, পৃষ্ঠকে শীতল করুন, জীবন প্রসারিত করুন। লবণ পিএফএ আক্রমণ করছে না - এটি জল পরিবর্তন করছে। পদার্থবিদ্যা বুঝুন, নকশা মানিয়ে নিন। ফুটন্ত লবণ একটি হিটার ঘাতক। ফুটন্ত বন্ধ করুন, ব্যর্থতা বন্ধ করুন।
