ความเข้มข้นของโบรไมด์สูงสุดที่อุณหภูมิเปลือก 80 องศาทำให้เกิดรูพรุนของท่อฮีตเตอร์สแตนเลส 316 เมื่อมีคลอไรด์ 200 ppm

ผลกระทบที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของเฮไลด์: โบรไมด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบหลุม

โบรไมด์มีบทบาทเชิงรุกอย่างผิดปกติในการกัดกร่อนแบบรูเข็มของท่อความร้อนไฟฟ้าที่หุ้มด้วยสแตนเลส 316 ซึ่งแช่อยู่ในน้ำที่มีทั้งคลอไรด์และโบรไมด์ไอออน เช่น น้ำเค็ม น้ำกร่อย หรือน้ำหล่อเย็นทางอุตสาหกรรมที่ได้รับการบำบัดด้วยไบโอไซด์ที่มีโบรมีน{1}} คลอไรด์เป็นสารก่อหลุมที่เป็นที่รู้จักกันดี- อย่างไรก็ตาม โบรไมด์สามารถลดศักยภาพในการเกิดหลุมเป็น 316 และเพิ่มความเร็วในการเริ่มต้นของการเกิดหลุมได้แม้ที่ความเข้มข้นต่ำกว่าคลอไรด์ 10-100 เท่าก็ตาม การเติมโบรไมด์ต่ำเพียง 10 ppm ลงในน้ำที่มีคลอไรด์ 200 ppm จะช่วยลดเวลาการเหนี่ยวนำให้เกิดรูพรุนได้ 50-70% ที่อุณหภูมิปลอก 80 องศา ผลเสริมฤทธิ์กันคือการสร้างรูพรุนที่ความเข้มข้นของคลอไรด์ โดยที่ 316 จะอยู่เฉยๆ ที่ปริมาณโบรไมด์ที่มากกว่า 50 ppm งานนี้คำนวณความเข้มข้นของโบรไมด์ตามเกณฑ์สำหรับการเริ่มต้นการเกิดหลุมบนเปลือก 316 เปลือกในสภาพแวดล้อมเฮไลด์แบบผสม

กลไกการทำงานร่วมกันของโบรไมด์-ทำให้เกิดรูพรุน

ไอออนของโบรไมด์มีขนาดใหญ่กว่าและสามารถขั้วได้ดีกว่าไอออนของคลอไรด์ ดังนั้นจึงสามารถดูดซับได้แรงกว่าบนพื้นผิวฟิล์มแบบพาสซีฟ สารเคลือบโครเมียมออกไซด์จะถูกทำลายหลังจากการดูดซับโดยการก่อตัวของสารเชิงซ้อนโบรโมที่ละลายน้ำได้- อย่างไรก็ตาม โบรไมด์เพียงอย่างเดียวเป็นสารก่อหลุมที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าคลอไรด์ที่ความเข้มข้นเท่ากัน เนื่องจากขนาดที่ใหญ่กว่าจะทำให้การเคลื่อนที่ในหลุมที่กำลังเติบโตลดลง การทำงานร่วมกันจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีเฮไลด์ทั้งสอง: คลอไรด์ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่รุนแรงภายในหลุม (ความเข้มข้นสูง ความคล่องตัวสูง ค่า pH ต่ำ) และโบรไมด์จะช่วยลดโอกาสที่ฟิล์มเฉื่อยจะแตกตัว ทำให้หลุมเริ่มต้นที่ความเข้มข้นของเฮไลด์รวมที่ต่ำกว่ามาก ศักยภาพในการเจาะ (E_pit) ของ 316 ในสารละลายคลอไรด์ผสม-เป็นเส้นตรง: E_pit=E_0 - k_Cl × log[Cl⁻] - k_Br × log[Br⁻] โดยที่ k_Br มากกว่า k_Cl ~3-5 เท่า ซึ่งหมายความว่าแต่ละ ppm ของโบรไมด์มีอันตรายมากกว่าแต่ละ ppm 3-5 เท่า ของคลอไรด์ในการลดความต้านทานการเกิดรูพรุน

เกณฑ์ที่วัดสำหรับการเกิดหลุมในน้ำคลอไรด์ผสม-ที่โบรไมด์ที่ 80 องศา

ขอบเขตการเริ่มต้นของรูพรุนต่อไปนี้ถูกกำหนดจากการทดสอบโพเทนชิโอสแตติกแบบควบคุมบนเหล็กกล้าไร้สนิม 316 (ขัดเงาด้วยไฟฟ้า) ในสารละลายคลอไรด์ 200 ppm ที่มีความเข้มข้นของโบรไมด์ต่างกันที่ 80C หลังจาก 1,000 ชั่วโมง

ความเข้มข้นของโบรไมด์ (ppm) ความเข้มข้นของคลอไรด์ (ppm) ปริมาณเฮไลด์ทั้งหมด (ppm) เวลาเริ่มต้นของหลุม (ชั่วโมง 80 องศา )ความลึกของหลุมสูงสุดหลังจาก 1,000 ชั่วโมง (µm) เวลาในการเจาะ (ผนัง 1.5 มม.) แนะนำสำหรับบริการ 80 องศา<1 200 <201 >10,000 <10 >30 yearsYes 1-5 200 201-205 5,000-10,000 10-30 15-30 years Yes 5-10 200 205-210 2,500-5,000 30-60 8-15 yearsAcceptable with supervision 10-20 200 210-220 1,000-2,500 60-120 4-8 years Marginal 20-30 200 220-230 500-1,000 120-200 2-4 yearsUnacceptable Unacceptable 200-500 200-350 1-2 years 200 230-250 30-50 100-200 350-600 6-12 months 200 250-300 50-100 >Not recommended100 200 >300 <100 >600 <6 months Unacceptable
อุณหภูมิส่งผลต่อความก้าวร้าวของโบรไมด์อย่างไร

ความเสียหายที่เกิดจากโบรไมด์จะเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยความอบอุ่น สำหรับอายุการใช้งาน 5 ปี ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของโบรไมด์คือประมาณ 50 ppm (โดยมี 200 ppm Cl⁻) ที่ 60 องศา ที่อุณหภูมิ 80 C ลดลงเหลือ 10-15 ppm สังเกตการเกิดรูพรุนที่ 90 องศาใน 2-3 ปี แม้ว่าจะมีโบรไมด์ 5 ppm ก็ตาม

อุณหภูมิ ( องศา ) โบรไมด์สูงสุดสำหรับอายุการใช้งาน 5- ปี (โดยมี Cl- ปัจจุบัน 200 ppm, ppm) การดำเนินการที่แนะนำ
50 > 100 (ไม่มีที่สิ้นสุด)60 50 ไม่มีการดำเนินการพิเศษ 70 25 ยอมรับได้ 80 12 ลดโบรไมด์หรือปรับปรุงโลหะผสม 90 5 316 ส่วนขอบ; อัปเกรดเป็นดูเพล็กซ์ 100<2 316 unsuitable
เกณฑ์คุณภาพน้ำเชิงปฏิบัติสำหรับการบริการที่มีโบรไมด์

สำหรับเครื่องทำความร้อนแบบมีเปลือก 316 ในน้ำที่มีทั้งคลอไรด์และโบรไมด์ ต้องใช้มาตรฐานต่อไปนี้สำหรับปริมาณโบรไมด์ที่วัดได้

ความเข้มข้นของโบรไมด์ (ppm) ความเข้มข้นของคลอไรด์ (ppm) อุณหภูมิเปลือกสูงสุด (องศา) สำหรับอายุการใช้งาน 5 ปี วัสดุที่แนะนำ<5 <500 90 316 (electropolished) 5-10 <300 85 316L with monitoring 5-10 300-500 75 316L marginal; consider duplex
10-25 <200 75 Duplex 2205 10-25 200-500 65 Duplex 2205 25-50 <200 65 Duplex 2205 or Alloy 825 >50 ไทเทเนียมหรืออัลลอยด์ใด ๆ C-276
การระบุสนามแบบบ่อของโบรไมด์ที่เหนี่ยวนำ

หลุมประสานการทำงานของคลอไรด์-โบรไมด์มักมีลักษณะเป็นครึ่งทรงกลมโดยมีการตกแต่งภายในที่เรียบเนียนและสวยงาม แทนที่จะเป็นด้านผลึกศาสตร์ที่เห็นในคลอไรด์-เฉพาะหลุมใน 316 ความหนาแน่นของหลุมมักจะมากกว่า (10-50 หลุม/ซม.2) มากกว่าคลอไรด์-เพียงหลุม (1-10 หลุม/ซม.2) เครื่องเอ็กซ์เรย์สเปกโทรสโกปีแบบกระจายพลังงาน (EDS) ของผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนภายในหลุมมักจะเผยให้เห็นทั้งคลอรีนและโบรมีน สำหรับเครื่องทำความร้อนที่ทำงานล้มเหลวในน้ำโดยมีคลอไรด์ปานกลาง (200-500 ppm) แต่มีเฮไลด์รวมต่ำอย่างไม่คาดคิด ควรประเมินโบรไมด์ โรงบำบัดน้ำหลายแห่งที่ใช้ไบโอไซด์ที่มีโบรมีนเป็นหลัก (เช่น BCDMH) จะรักษาระดับโบรมีนที่ตกค้างซึ่งจะถูกแปลงเป็นไอออนโบรไมด์หลังจากการฆ่าเชื้อ

สรุป: การจัดการโบรไมด์ - ภัยคุกคามจากบ่อที่มองไม่เห็น

For 316 stainless steel encased heaters in 80°C water with 200 ppm chloride, pitting initiation time is reduced from >10,000 ชั่วโมงถึง 1,000-2,500 ชั่วโมงสำหรับความเข้มข้นของโบรไมด์มากกว่า 10-15 ppm ซึ่งนำไปสู่การเจาะใน 2-4 ปี โบรไมด์แต่ละ ppm มีอันตรายประมาณสามถึงห้าเท่าของคลอไรด์ที่เทียบเท่ากับ ppm เมื่อระบุฝัก 316 ฝักในน้ำเค็ม น้ำกร่อย หรือน้ำหล่อเย็นที่ผ่านการบำบัดด้วยไบโอไซด์ วิศวกรจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์โบรไมด์และการทดสอบคลอไรด์ สำหรับโบรไมด์ > 10 ppm แนะนำให้อัปเกรดเป็นดูเพล็กซ์ 2205 หรือขัดเงาด้วยไฟฟ้า 316L โดยมีความหนาแน่นของพลังงานลดลง กรอบการทำงานที่เสนอในที่นี้ช่วยให้ผู้ซื้อสามารถเชื่อมโยงปริมาณโบรไมด์กับระยะเวลาเริ่มต้นของรูพรุนเชิงปริมาณ และเพื่อค้นหาและบรรเทาการทำงานร่วมกันที่มักซ่อนเร้นในบริการทำความร้อนแบบเฮไลด์ผสม