دراسة المؤشر اللغوي: تأثير العوامل المختلفة على حدة المياه

كما نعلم بالفعل ، فإن مشاكل التآكل الخارجي للحاويات هي واحدة من المشاكل الرئيسية التي تظهر في صناعة الحاويات ، والتي تسبب معظم المطالبات من قبل المعلبات. في كثير من الحالات ، تكون مياه المعالجة هي السبب الرئيسي لأسباب التآكل. سنرى إحدى طرق تحليل المياه التي يمكن أن تساعدنا في السيطرة على هذه المشكلة.

مؤشر Langelier Saturation (LSI) هو نموذج توازن مشتق من المفهوم النظري للتشبع ويوفر مؤشرًا لدرجة تشبع الماء فيما يتعلق بكربونات الكالسيوم. إنه أحد الفهارس التي يتم أخذها كمرجع لتقييم تآكل الماء

من المحتمل أن يكون LSI هو مؤشر مقياس احتمال الماء البارد الأكثر استخدامًا. إنه مؤشر توازن بحت ولا يتعامل إلا مع القوة الدافعة الديناميكية الحرارية لمقياس تكوين ونمو كربونات الكالسيوم.

لحساب LSI ، من الضروري معرفة القلوية (مجم / لتر مثل كربونات الكالسيوم ₃ ) ، وصلابة الكالسيوم (مجم / لتر Ca ²⁺ مثل كربونات الكالسيوم _CaCO3 ) ، إجمالي المواد الصلبة الذائبة (مجم / لتر TDS) ، ودرجة الحموضة و تيار درجة حرارة الماء ( ^o C). إذا كانت المواد الصلبة الذائبة غير معروفة ، لكن الموصلية الكهربائية معروفة ،  يمكن تقدير المواد الصلبة الذائبة بالملغم / لتر باستخدام معامل التحويل المستخدم على نطاق واسع في الصناعة

يتم تعريف LSI على النحو التالي:  LSI = pH – pH _s

أين:  الرقم الهيدروجيني هو مقياس درجة الحموضة في الماء  الأس الهيدروجيني هو الرقم الهيدروجيني عند التشبع بالكالسيت أو كربونات الكالسيوم ، ويتم تعريفه على النحو التالي:

الرقم الهيدروجيني _s = (9.3 + A + B) – (C + D)

أ = (سجل10 [TDS] – 1) / 10   ب = -13.12 × سجل10 (أو C + 273) + 34.55   C = سجل10 [كاليفورنيا2+ مثل كربونات الكالسيوم 3 ] – 0.4  D = Log 10 [القلوية كـ CaCO 3 ] لذلك ، جنبًا إلى جنب مع الرقم الهيدروجيني للمياه لدينا خمسة عوامل تؤثر على مؤشر Langelier.

سنرى كيف يؤثر تباين كل منها على مؤشر Langelier. للقيام بذلك ، نبدأ من بعض معايير المياه التي يمكن اعتبارها طبيعية ، في المياه الصناعية ، وتحديد أربعة منها ، نقوم بتغيير العنصر الآخر ، ضمن معايير صناعية مقبولة. لذلك نحدد الخصائص الكيميائية للمياه المذكورة ، وسيكون نطاق كل من المعلمات:

الرقم الهيدروجيني = 7.6 وسنقدر التغيرات في الأس الهيدروجيني من 6.0 إلى 8.5.

القلوية = 90 مجم / لتر (مثل كربونات الكالسيوم ₃ ) ونقدر نطاقًا يتراوح بين 25 و 140 مجم / لتر.

عسر = 300 جزء في المليون (مثل كربونات الكالسيوم ₃ ) ونقدر نطاق من 20 إلى 400 جزء في المليون.

TDS = 800 جزء في المليون ونقدر نطاقًا بين 50 و 1200 جزء في المليون

Tº: يتم حساب LSI لقيمتين لدرجة الحرارة 25 و 85 درجة مئوية ، باستثناء تقييم تغير درجة الحرارة ، والذي سيتم إجراؤه من 10 إلى 120 درجة مئوية.

بالنسبة للاختلاف في الرقم الهيدروجيني بين 6 و 8.5 ، نحصل على النتائج التالية:

يختلف LSI في نطاق 2.5 نقطة تقريبًا ، من -1.55 إلى 0.95 للمياه الباردة ومن -0.5 إلى 2.0 للمياه عند 85 درجة مئوية.

للتغيرات في القلوية بين 25 و 140 مجم / لتر:

تغطي التغييرات في LSI نطاقًا يقارب 0.75 نقطة ، وتتراوح من -0.5 إلى 0.245 للمياه الباردة ومن 0.55 إلى 1.29 لـ 85 درجة من الماء.

للتغييرات في إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) من 50 إلى 1200 جزء في المليون:

يتفاوت LSI من 0.17 إلى 0.035 للمياه الباردة ومن 1.22 إلى 1.08 للمياه عند 85 درجة مئوية ، أي أن لها نطاق تباين يبلغ حوالي 0.15 وحدة.

للتغييرات في عسر الماء من 20 إلى 400 جزء في المليون ، سيكون لدينا:

يختلف LSI في نطاق 1.3 نقطة تقريبًا ، من -1.12 إلى 0.18 للمياه الباردة ومن -0.08 إلى 1.22 للمياه عند 85 درجة مئوية.

أخيرًا ، دعنا نلقي نظرة على تأثير درجة الحرارة على تغييرات LSI. على الرغم من أننا نعلم أنه لا يوجد الكثير مما يمكننا التأثير عليه ، نظرًا لأن هذه درجات حرارة عملية ، فمن الملائم أيضًا معرفة كيفية تأثيرها على مؤشر Langelier في الماء:

نرى أن درجة الحرارة من 10 إلى 120 درجة مئوية تختلف في مؤشر Langelier في نطاق من نقطتين عمليًا ، بدءًا من -0.24 إلى 1.63.

في ضوء كل هذه العوامل ، من السهل أن نفهم كيف يمكننا تغيير مؤشر Langelier ، وقبل كل شيء ، أن تلك العناصر التي يتم التلاعب بها بسهولة في الماء ، مثل الأس الهيدروجيني والصلابة ودرجة الحرارة ، هي على وجه التحديد الأكثر تأثيرًا على الفهرس ، ضمن نطاقات التباين المحددة.

وبالمثل ، نرى أن القلوية والمواد الصلبة الذائبة ليس لها تأثير كبير على LSI ، على الرغم من أن TDS على سبيل المثال لها تأثيرات معجلة أخرى للأملاح الأخرى وخاصة على زيادة الموصلية ، والتي من شأنها أن تعطينا نوعًا آخر من التآكل (كلفاني).

نحن نعلم أن LSI أقل من -0.5 يشير إلى أن الماء تآكل ، فكلما انخفض.

من ناحية أخرى ، يشير مؤشر Langelier الإيجابي (> 0.5) إلى أن الماء يترسب ، أي أنه يودع الكربونات ، وكلما ارتفع LSI ، مما قد يؤدي إلى تلطيخ الحاويات ويمكن أن يؤدي إلى تآكل لاحق أثناء المعالجة. .