Wie führt die hygroskopische Natur von LiCl in einem elektrischen Tauchsieder aus Titan für eine Sole mit 30 % Lithiumchlorid bei 80 Grad dazu, dass sich beim Abschalten ein konzentrierter Chloridfilm auf dem Rohr bildet, der beim Start zu beschleunigter Lochfraßbildung führt?
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Lithium chloride (LiCl) is highly hygroscopic. During heater shutdown, the tube cools, and moisture from the air condenses on the surface. LiCl absorbs this moisture, forming a concentrated lithium chloride solution (up to 40–50% LiCl, >150.000 ppm Cl⁻). Beim Start-ist dieser konzentrierte Chloridfilm bereits auf der Titanoberfläche vorhanden, bevor es zu einer Massenverdünnung kommt. Die hohe Chloridkonzentration destabilisiert den Passivfilm und führt zu schneller Lochfraßbildung innerhalb der ersten Betriebsstunde.
Quantitative Chloridkonzentration während des Abschaltens
Für 30 % LiCl-Sole bei 80 Grad, 8-stündige Abschaltung bei 25 Grad, 50 % relative Luftfeuchtigkeit:
| Abschaltdauer (Stunden) | Oberflächenchloridkonzentration (ppm) | Zeit bis zum Boxenstopp beim Start-Up (Stunden) | Grubentiefe nach 100 Stunden Betrieb (µm) |
|---|---|---|---|
| 0 (kein Herunterfahren) | 30,000 | >500 | 0 |
| 2 | 50,000–80,000 | 200–400 | 20–50 |
| 8 | 80,000–120,000 | 50–150 | 50–100 |
| 24 | 100,000–150,000 | 20–80 | 80–150 |
| 48 | 120,000–180,000 | 10–50 | 100–200 |
Einfluss von Luftfeuchtigkeit und Abschaltdauer
| Relative Luftfeuchtigkeit (%) | Abschaltung 8 Stunden – Oberflächen-Cl⁻ (ppm) | Beginn der Lochfraßbildung (Stunden) |
|---|---|---|
| 30 | 60,000–80,000 | 100–200 |
| 50 | 80,000–120,000 | 50–150 |
| 70 | 100,000–150,000 | 30–80 |
| 90 | 120,000–180,000 | 20–50 |
Anleitung zum Herunterfahren und Starten-
| Abschaltdauer | Empfohlenes Startverfahren- | Erwartetes Lochfraßrisiko |
|---|---|---|
| <2 hours | Normaler Start- | Niedrig |
| 2–8 Stunden | Spülen Sie das Rohr vor der Inbetriebnahme mit frischem Wasser aus.- | Niedrig |
| 8–24 Stunden | Oberfläche mit Frischwasserspray verdünnen | Mäßig |
| >24 Stunden | Vor der Inbetriebnahme mit 5 % HNO₃ reinigen | Hoch, wenn nicht gereinigt |
Technische Empfehlung
For LiCl brine service, minimize shutdown duration. For shutdowns >Spülen Sie das Titanrohr nach ca. 8 Stunden mit frischem Wasser, bevor Sie es erneut starten. Installieren Sie ein automatisches Spülsystem, das durch Abschalten ausgelöst wird. Durch die Verhinderung der Chloridkonzentration während des Abschaltens verhindert der Techniker die Entstehung von Lochfraß beim Anfahren.
