מערכות מחזור חימום סגורות בשימוש נרחב בתעשיות פרמצבטיות, אלקטרוניות, חשמל תרמי וכימיקלים עדינים מאמצות בעיקר מים במחזור כמדיום לחילופי חום. אם תהליך הטיפול במים אינו מבוקר בקפדנות, מי ברז או מים מרוככים שלא מטוהרים לחלוטין ישמרו על מספר רב של יוני כלוריד, יוני סולפט, יוני סידן ומגנזיום, יוני מתכות כבדות מוליכות וזיהומים מוצקים מומסים. מזהמים יוניים אלו מצטברים ללא הרף במערכת הסגורה תוך כדי פעולה מחזורית-ארוכת טווח, שוברים בהדרגה את הסרט הפסיבי העשיר בכרום-על פני השטח של 316 צינורות חימום מנירוסטה וגורמים לקורוזיה של תאי ריכוז החמצן, קורוזיה של שקעים, קורוזיה של חריצים והצטברות{5}}תת{6}. ארגונים רבים מתקינים רק ציוד מים ריכוך פשוט כדי להפחית את קשיות המים, תוך התעלמות מהתפלה עמוקה ובקרת אינדקס יוני קפדנית. לאחר מילוי המערכת במים מרוככים לא מוסמכים, זיהומים יוניים מתרכזים ללא הרף באמצעות אידוי מים ומחזוריות תרמית, וכתוצאה מכך הידרדרות חדה של הקורוזיביות הבינונית, מה שגורם לצינורות החימום לסבול מקורוזיה מקומית מהירה הרבה לפני מחזור השירות המתוכנן. לכן, אופטימיזציה סטנדרטית של תהליך הכנת המים הדה-יוניים וניטור יוני מקוון קפדני הם אמצעים בסיסיים חיוניים לניתוק תמריצים לקורוזיה יונית מהמקור עבור מערכות חימום סגורות.
זיהומים יוניים מעוררים קורוזיה מנירוסטה בעיקר באמצעות שלושה מנגנוני הצטברות ושחיקה. ראשית, ליוני כלוריד יש חדירה חזקה, שיכולים לעבור דרך פגמים זעירים בסרט הפסיבי, להיספג על מטריצת המתכת וליצור תרכובות מתכת כלורידיות מסיסות, להרוס את היציבות של שכבת ההגנה העשירה בכרום- ולעורר בורות. עם ריכוז מחזורי מתמשך, ריכוז כלוריד מקומי בפערי קנה מידה ואזורי תנודות ברמת הנוזל יכול להגיע אפילו לעשרות מונים מריכוז ההזרקה הראשוני, מה שמקצר מאוד את תקופת הדגירה של פיצוח קורוזיה מתח. שנית, יוני סולפט יכולים להאיץ את קצב התגובה הקתודית של קורוזיה אלקטרוכימית, לשתף פעולה עם יוני כלוריד ליצירת מדיה קורוזיבית מורכבת, ולקדם את הרחבת בורות קורוזיה לעומק דופן הצינור. שלישית, יוני סידן ומגנזיום יזרזו לקשקשים של קרבונט וסולפט בתנאי הפעלה- גבוהים, יכסו את פני השטח המקומיים של צינורות חימום כדי ליצור מיקרו-סביבה חסומה חסרת חמצן, מה שיגרום לקורוזיה טיפוסית של ריכוזי החמצן בתא תחת משקעים. בינתיים, יוני זיהומים מוליכים משפרים את המוליכות של המדיום, מגבירים את הסיכון לקורוזיה של זרם תועה ומאיצים את קצב הפירוק האנודי של נירוסטה ברגע שקיים זרם דליפה במערכת. מים מרוככים מסירים רק חלק מיוני הקשיות, אך אינם יכולים לחסל ביעילות כלוריד, סולפט ואניונים קורוזיביים אחרים, וזו הסיבה העיקרית לכך שריכוך מים קונבנציונלי אינו מצליח למנוע קורוזיה יונית במערכות מחזור סגורות.
מחקר זה מציע ארבע אסטרטגיות אופטימיזציה עיקריות לתהליך הכנת מים מופחתים של מערכות חימום סגורות המצוידות ב-316 צינורות חימום מנירוסטה. ראשית, הגדר ציוד לטיפול במים לטיהור עמוק מדורג בהתאם לנפח המערכת ודרישות ההגנה מפני קורוזיה. עבור מערכות חימום סגורות בקנה מידה קטן עם סיכון קורוזיה נמוך, אמצו טיפול דו-שלבי אוסמוזה הפוכה (RO) בשילוב עם ציוד דה-יוניזציה של מיטה מעורבת כדי להסיר את רוב המלחים המומסים והזיהומים היוניים. עבור-מערכות מחזור סגורות תעשייתיות בעלות קיבולת גדולה המשרתות בטמפרטורה-גבוהה, בטוהר-גבוה ובתנאי עבודה בסיכון-קורוזיה-גבוהה, יש לפרוס תהליך התפלה מתמשך של אוסמוזה הפוכה בתוספת אלקטרודיוניזציה (EDI) כדי להבטיח איכות מי קולחי{11}} יציבה לטווח ארוך. איסור מוחלט על מילוי ישיר של מי ברז או מים מרוככים- חד-שלביים לתוך צינור מחזור החימום הסגור. הגדר מכשירי סינון אבטחה מקדימים-מסננים מרובי-שלבים לפני אוסמוזה הפוכה כדי ליירט חלקיקים מרחפים, מזהמים אורגניים וקולואידים, מניעת התכלות של אלמנטים קרומיים והפחתה מהירה של יעילות ההתפלה, מה שיוביל לעלייה בריכוז יוני בשפכים.
שנית, נסחו מדדים קפדניים של בקרת איכות מי קולחין עבור מים מפושטים. הגבל את מוליכות הקולחים מתחת ל-5 מיקרוסופט/ס"מ כדי לשלוט על סך תכולת המוצקים המומסים ברמה נמוכה במיוחד; הגבל בקפדנות את ריכוז מסת יוני הכלוריד לפחות מ-10 ug/L, ריכוז יוני סולפט נמוך מ-20 ug/L, כדי לחסל את גורמי הקורוזיה האניוניים העיקריים. שליטה על ערך ה-pH של מים דה-יונים מוסמכים בטווח של 7.0-8.5, דבר המסייע לתיקון-עצמי ולצפיפות של הסרט הפסיבי מפלדת אל-חלד. בצע בקביעות בדיקת דגימת כרומטוגרפיית יונים לא מקוונת מדי חודש כדי לזהות במדויק את התוכן של אניונים וקטיונים קורוזיביים שונים, כייל חיישני מוליכות מקוונים כדי למנוע סטיית מדידה הנגרמת מהזדקנות המכשיר המובילה להערכה שגויה של איכות המים. ברגע שהאינדקס היוני חורג מסף הבטיחות, הפסק מיד את אספקת המים ובצע ניקוי ממברנות, חידוש שרף או החלפת אלמנט מסנן.
שלישית, ייעל את מילוי המים של המערכת, הרחבה וניהול מים משלים כדי למנוע חדירת אוויר וזיהום גב יוני. לפני מילוי מים דה-יונים למערכת החימום הסגורה, יש לרוקן לחלוטין את כל האוויר בתוך צינורות וצרורות צינורות חימום כדי למנוע כניסת חמצן מומס ויצירת תאי ריכוז חמצן, כמו גם למנוע זיהומים של אבק אטמוספרי וערפל מלח שיישאבו לתוך המערכת דרך מיכלי הרחבה. אטום את מיכל ההרחבה בהגנה על איטום חנקן על מנת לבודד את המדיום המסתובב ממגע באוויר, למנוע התמוססות של פחמן דו חמצני באוויר ולהפחית את ערך ה-pH של מים במחזור, ולהימנע מחדירת מי גשמים, אבק ומזהמים יוניים חיצוניים אחרים למערכת. המים המשלימים של המערכת חייבים להיות אותה אצווה של מים דה-יונים מוסמכים; אסור למלא מי ברז או מים מרוככים כלאחר יד כאשר מפלס הנוזל יורד, ולמנוע הצטברות מתמשכת של יונים קורוזיביים הנגרמת על ידי מספר פעמים של מילוי מים לא מוסמך.
רביעית, בנה ניטור זרימת מים מקוון ומנגנון תחזוקה שוטף של החלפת מים. התקן חיישני ניטור מוליכות, pH, חמצן מומס ויוני כלוריד מקוונים בצינור הראשי של מערכת המחזור הסגורה כדי לממש-אזהרה מוקדמת בזמן אמת על הידרדרות באיכות המים. כאשר המוליכות חורגת מסף האזעקה שנקבע, יש לפרוק בזמן חלק מהמים המרוכזים במחזור ולמלא מים טריים מותאמים לדילול כדי לדלל זיהומים יוניים שהצטברו. נקה באופן קבוע את מסנן הדיוק של המערכת כדי ליירט חלקיקים מרחפים ומבשרי אבנית, להפחית את ההיצמדות של זיהומים על פני השטח של צינורות חימום. שתף פעולה עם מעכבי קורוזיה מפסיבים עבור טיפול קדם-סגור במחזור- רגיל כדי לייצב עוד יותר את הסרט הפסיבי על פני השטח של צינורות חימום. ארכיון את כל דוחות בדיקות איכות המים, פרמטרי פעולת הציוד ורשומות מילוי המים בקובץ ניהול-החיים נגד-הקורוזיה של ציוד החימום, והתאם את מחזור התחזוקה לטיפול במים בהתאם למגמת השינוי-לטווח הארוך של אינדיקטורים יוניים.
נתוני תפעול בשטח מראים שמערכות חימום סגורות המשתמשות במים דה-יונים מוסמכים למחזור בינוני יכולות לשלוט בקצב דילול קורוזיה יונית השנתית של 316 צינורות חימום מנירוסטה מתחת ל-0.02 מ"מ, ולא מתרחשת כשל קורוזיה בבור בתוך 12 שנות שירות. לעומת זאת, מערכות מלאות במים מרוככים סובלות מדליפת גורות חודרת מקומית תוך 3-7 שנים עקב ריכוז יוני מתמשך. לסיכום, תצורת ציוד התפלה עמוקה מדורגת, אילוץ קפדני של מדד איכות מים יוניים, ניהול חידוש מים אטום נגד-זיהום וניטור מים במחזור-בזמן אמת יכולים לנתק את מקורה של קורוזיה יונית. טכנולוגיה אופטימלית להכנת מים דה-יונים בונה סביבה בינונית בשירות-בטוהר נמוך{11}}שהוא אמצעי הגנת המקור החסכוני והאמין ביותר לפעולה בטוחה לטווח ארוך של 316 צינורות חימום מנירוסטה במערכות חימום תעשייתיות סגורות במחזוריות שונות.
