אזעקת עיבוי חומצי
בדיקת איכות קונדנסט שגרתית במחליף חום PTFE מגלה pH של 4.2. לקונדנסט רגיל ממערכת הקיטור הצמחית יש pH של 7.5-8.5, הנשמר על ידי טיפול במי הדוד עם נטרול אמינים. ירידה ב-pH לטריטוריה חומצית מצביעה על כך שמשהו נכנס לחלל הקיטור-שצורך את הבסיסיות האמינית ודוחף את ה-pH כלפי מטה. הפולש הסביר ביותר הוא נוזל התהליך - תמיסה חומצית שדלפה דרך צינור או אביזר כושל.
ערך ה-pH, בשילוב עם ידע בכימיה של התהליך, יכולים לזהות איזו חומצה דולפת ולעיתים אף להבחין בין דליפת צינור לדליפה מתאימה. מדידת ה-pH היא פשוטה, מיידית ודורשת רק מד כף יד או רצועת בדיקה-מה שהופך אותה לאחד מכלי האבחון המהירים ביותר לזיהוי תהליך-דליפות צד.
פרשנות ה-pH לפי סוג חומצה
חומצות תהליכיות שונות מייצרות ערכי pH שונים של עיבוי בהתאם לריכוז שלהן, חוזקן (pKa) ויכולת החציצה של הטיפול במי הדוד. ה-pH של הקונדנסט המזוהם הוא פונקציה של סוג החומצה וקצב הדליפה. דליפה גדולה של חומצה חזקה מייצרת pH נמוך מאוד. דליפה קטנה של חומצה חלשה מייצרת דיכאון pH קל יותר.
חומצה הידרוכלורית (חומצה חזקה, מנותקת לחלוטין) מייצרת ירידה חדה ב-pH אפילו בשיעורי דליפה קטנים. pH של עיבוי מתחת ל-3 מעיד על דליפת HCl משמעותית. ניתן לזהות את יון הכלוריד גם על ידי מדידת מוליכות או רצועות בדיקת כלוריד, המספקות אישור בלתי תלוי.
חומצה גופרתית (חומצה חזקה, ניתוק ראשון בלבד) מייצרת ירידה ב-pH פרופורציונלית לקצב הדליפה. PH של עיבוי של 3-5 אופייני. ניתן לזהות סולפט על ידי בדיקת משקעים בריום כלוריד.
חומצה חנקתית (מחמצן חזק, מנותקת לחלוטין) מייצרת ירידה ב-pH בדומה ל-HCl. ניתן לזהות ניטראט על ידי אלקטרודת יונים ספציפית או רצועות בדיקה.
חומצה הידרופלואורית (חומצה חלשה, pKa 3.2) מייצרת דיכוי pH מתון יותר עבור קצב דליפה נתון. הקונדנסט עשוי להיות חומצי קל בלבד (pH 4-5) אפילו עם דליפה משמעותית. זיהוי פלואוריד על ידי אלקטרודה סלקטיבית יונים חיוני לאישור, מכיוון שה-pH לבדו עשוי לא להדאיג.
חומצות אורגניות (אצטית, פורמית, מתאן סולפונית) מייצרות ערכי pH בטווח של 3.5-5. הן חומצות חלשות ודורשות שיטות אנליטיות ספציפיות לזיהוי.
| נוזל תהליך | pH של עיבוי (דליפה בינונית) | pH של עיבוי (דליפה קטנה) | מבחן מאשר |
|---|---|---|---|
| חומצה הידרוכלורית (10%) | 1.5-2.5 | 3.0-4.0 | רצועת בדיקה של כלוריד או AgNO₃ |
| חומצה גופרתית (15%) | 2.0-3.0 | 3.5-4.5 | בדיקת סולפט (BaCl₂) |
| חומצה חנקתית (20%) | 1.5-2.5 | 3.0-4.0 | רצועת בדיקה או אלקטרודה של ניטראט |
| חומצה הידרופלואורית (5%) | 3.0-4.0 | 4.5-5.5 | אלקטרודה סלקטיבית של יוני פלואוריד{{0} |
| חומצה מתאן סולפונית (10%) | 2.5-3.5 | 4.0-5.0 | ניתוח חומצה אורגנית |
| אמבט ציפוי ניקל (pH 4.0) | 4.5-5.5 | 5.5-6.5 | בדיקת ניקל; מוֹלִיכוּת |
הערכת שיעור הדליפה
ניתן להשתמש בדיכאון ה-pH כדי להעריך את קצב הדליפה. קצב זרימת הקונדנסט ידוע מחובת החום ולחץ הקיטור. כמות החומצה הנכנסת לעיבוי מחושבת מכמות הבסיס (אמין) הנדרשת להחזרת ה-pH לטווח התקין. זה נקבע על ידי טיטרציה של דגימת עיבוי עם בסיס סטנדרטי לנקודת הסיום הרגילה של pH. תוצאת הטיטרציה, בשילוב עם קצב זרימת הקונדנסט, נותנת את קצב חדירת החומצה, השווה לקצב דליפת נוזל התהליך (בהנחה שריכוז החומצה של נוזל התהליך ידוע).
קצב דליפה של 10 מ"ל לשעה של 10% HCl לזרימת עיבוי של 100 ליטר לשעה מייצר pH של כ-2.8. קצב דליפה של 1 מ"ל לשעה מייצר pH של כ-4.0. השיטה יכולה לזהות דליפות עד 0.5 מ"ל לשעה.
פרוטוקול התגובה
כאשר מתגלה עיבוי חומצי, יש לבודד את מחליף החום ולבצע בדיקת דעיכה בלחץ כדי לאשר את הדליפה ולאתר את הצינור הדולף. יש להפנות את הקונדנסט ממחזר מי הזנת הדוד עד לתיקון הנזילה כדי למנוע נזק לדוד ממי הזנה חומציים.
ניתן להחזיר את המחליף לשירות באופן זמני רק אם קצב הדליפה קטן מאוד והעיבוי מושלך ולא מוחזר לדוד. אסור שהקונדנסט החומצי יכנס לדוד בשום פנים ואופן.
תַקצִיר
pH של עיבוי מתחת ל-5 ממחליף חום PTFE מצביע על תהליך-דליפת חומצה צדדית לחלל הקיטור. ערך ה-pH, המתפרש עם ידע של כימיה התהליך, עוזר לזהות את החומצה הדולפת ולהעריך את קצב הדליפה. בדיקות אישור של כלוריד, סולפט, חנקה או פלואוריד מספקות אימות עצמאי. יש לבודד את המחליף, לבדיקת לחץ- ולתקן אותו. יש להפנות עיבוי חומצי ממערכת מי הזנת הדוד.
תמיכה הנדסית עבור פרשנות pH של עיבוי וחקירת דליפות זמינה עם הגשת נתוני pH של עיבוי, כימיה של נוזל התהליך, תצורת מערכת הקיטור וכל חריגות עיבוי אחרות שנצפו.
