Undir hvaða sértæku samsetningu uppleysts súrefnisstigs og flæðishraða breytist 316 ryðfríu stáli hitari slíður úr óvirku í veðrun-tæringu í háhitavatni-

Vélræn fjarlæging óvirku filmunnar sem bilunarkerfi

Rof-tæringu á rafhitunarrörum sem eru hlífðar í 316 ryðfríu stáli og sökkt í háhitavatn (80-100 gráður) sem inniheldur sviflausn eða starfrækt við mikinn flæðishraða. Óvirka filman er annað hvort ósnortinn eða fjarlægður með vélrænum hætti með veðrun-tæringu, allt eftir samsetningu uppleysts súrefnismagns og vökvahraða. Óvirka lagið endur-myndast eins hratt og það er fjarlægt og tæringarhraði er undir 0,05 mm á ári undir mikilvægum viðmiðunarmörkum. Ofan við mikilvægan hraða er vélrænni fjarlægingarhlutfallið meiri en endurlosunarhraðinn og málmtapinu er flýtt í 1 til 5 mm/ár, nóg til að gata 1,5 mm þykkan vegg á 3 til 18 mánuðum. Þessi grein áætlar hraðaþröskuld uppleysts súrefnis- fyrir veðrun og tæringu á 316 slíðrum og kynnir ráðleggingar um hönnun vökvavirkni fyrir áreiðanlega þjónustu.

Mechanism of Electrochemical-Mechanical Coupling

Roftæring 316 ryðfríu stáli í vatni krefst þrenns: Vökva sem flæðir yfir málmyfirborðið til að framleiða skurðálag, nægilega mikið uppleyst súrefni til að viðhalda bakskautavirkni og annað hvort sviflausnar slípiagnir eða háhraða loftbólur sem geta vélrænt truflað óvirku filmuna. Í hreinu vatni, með miklum hraða og engum ögnum, getur óvirka kvikmyndin haldist ósnortinn þar sem skurðkrafturinn einn (allt að 10-20 Pa) fer ekki yfir viðloðun filmunnar. Hins vegar, við um það bil 2 ppm uppleyst súrefni, lækkar endurlífgunarhraði og jafnvel væg klippiálag getur komið í veg fyrir stöðuga filmumyndun. Á hinn bóginn, með hátt innihald uppleysts súrefnis (yfir 5 ppm) er endurlífgun hröð og myndin þolir meiri hraða. Verstu aðstæðurnar eru við miðlungs súrefnisgildi (0,5-2 ppm) þar sem endurlífgun er smám saman en það er nægur bakskautsstraumur til að stuðla að upplausn á rafskaut á hvaða stað sem er ber málm.

Magngreind veðrun-Tæringarþröskuldar 316 við 90C

Flæðislykkja og rafskautsprófanir á snúningshólkum með 316 sýnum úr ryðfríu stáli í 90 gráðu vatni (pH 7,5, 100 ppm klóríð) hafa kerfisbundið ákvarðað flæðihraða og uppleyst súrefnissamsetningar sem leiða til þess að veðrun-tæringarhraði fer yfir 0,1 mm á ári.

Uppleyst súrefni (ppm) Flæðishraði (m/s) Föst efni (ppm., 50 µm kísil) Rof-Tæringarhraði (mm/ár) |Tími að götun (1,5 mm vegg) Mælt er með vélbúnaði<0.05 >30 years Passive Yes >5 3-5 0 0.05-0.10 15-30 years Marginal Acceptable >5 5-8 0 0.10-0.25 6-15 years Transition Monitor >5 >8 0.25-0.50 3-6 ár Rof-tæring Ekki ráðlegt
2-5 <2 0.05-0.10 15-30 yearsAcceptable Yes 2-5 2-4 0 0.10-0.20 7-15 years MarginalAcceptable on inspection
2-5 4-6 0.20-.40 4-7 ára veðrun-Ætandi Ekki mælt með því til lengri tíma litið
1-2 <1 0 0.10-0.20 7-15 yr.Instability of passive filmAcceptable with low chloride
1-2 1-2 0 0.20-0.50 3-7 árBlönduð stjórn Ekki mælt með
0.5-1 <0.5 0 0.15-0.30 5-10 yearsLow oxygen corrosion Marginal 0.5-1 >0.5 0 0.30-1.00 1.5-5 ár Rof tæring Óviðunandi<0.5 Any 0 >0.50 <3 years Active corrosion (deaerated) Unacceptable >5 2-3 100 0.15-0.30 5-10 ár Agnaveðrun Ásættanleg við lágan hraða5 3-5 100 0.30-0.70 2-5 ár Mikil veðrun Ekki mælt með5 5-8 100 0.70-2.00 1-2 árum Óviðunandi Nei
Bubble Impingement og Suspended Solids Effects

Föst svifefni draga verulega úr veðrun-tæringarhraðaþröskuldinum. Við rennslishraða allt niður í 2-3 m/s getur vatn með 100 ppm af hörðum, hyrndum ögnum (td sandi eða kísil) veðrað óvirku filmuna á 316 sem hefur í för með sér 3-5 sinnum meiri málmtapshraða en vatn með hreinu vatni á sama hraða. Skaðlegasta ástandið fyrir hitaslíður er ekki jafnt flæði heldur staðbundin högg í beygjur, olnboga eða uppstreymis hitahola þar sem flæðið hraðar og agnir lenda á yfirborðinu. Gasbólur (frá kavitation eða blikkandi) valda á sama hátt rofskemmdum. Ef notkunin hefur þekkt svifryk, fellur hámarks ráðlagður flæðihraði fyrir 316 slíður í 1,5-2,0 m/sek, óháð magni uppleysts súrefnis.

Hagnýtar ráðleggingar um hönnun fyrir háflæðisþjónustu

Three design solutions prevent erosion-corrosion for 316 encased heaters in high-flow water systems (pumped circulation loops, heat exchangers, and cooling towers). The first method is to place the heater in a flow bypass or stilling well to reduce the local velocity at the sheath to less than 1 m/s while maintaining bulk flow in the main pipe. The second is to place the heater parallel to flow (axial alignment) rather than perpendicular, so that the drag force and shear stress are reduced by a ratio of 5-10. The third is to specify a thicker sheath wall (2.0 to 2.5 mm) to offer more corrosion allowance but this does not prevent initiation of erosion corrosion. If high velocity (>3 m/s) og lítið uppleyst súrefni (< 2 ppm) are unavoidable in the system, then duplex 2205 stainless steel or Alloy 625 should be considered for upgrade.

Vettvangsþekking á veðrun–tæringarskemmdum

Yfirborðseiginleikar sem einkennast af veðrun-tæringu hitara í miklu-flæðisþjónustu eru frábrugðnir þeim sem mynda gryfju- eða sprungutæringu. Skemmda svæðið er venjulega slétt, fágað eða „vatns-skorið“ útlit, oft með beinar rifur samsíða flæðisstefnunni (hestskó eða halastjörnu-laga gryfjur). Málmtapi dreifist yfir skemmda svæðið í stað eins einbeitts gats. Og við mikla stækkun sýnir yfirborðið plasta aflögun og málmslit, hvorki kristallófræðilegar hliðar SCC eða hringlaga gryfjur klóríðhola. Grunur um veðrun-tæringu ef hitari hefur verið í notkun í meira en 1-2 ár í vatni með meiri hraða en 3m/s og uppleyst súrefni minna en 2 ppm. Til að skipta um, verður að mæla flæðishraðann í hitarastöðunni og minnka hann til að vera innan öryggissvæðisins í töflunni hér að ofan.

Ályktun: stjórna flæði og súrefni fyrir 316 slíður áreiðanleika

Rof-tæring á 316 ryðfríu stáli hjúpuðum hitara í háhitavatnsþjónustu hefst þegar flæðishraði og uppleyst súrefnismagn eru ekki nægjanleg til að leyfa myndun stöðugs óvirks lags. Í hreinu vatni með uppleystu súrefni umfram 5 ppm er leyfður flæðihraði allt að 5 m/s. Hámarkshraði við uppleyst súrefni 2-5 ppm fellur niður í 3-4 m/sek. Málmap á ​​sér stað með hröðum hraða við hraða yfir 1 m/sek við uppleyst súrefni undir 2 ppm. Svifagnir lækka leyfilegan hraða með stuðlinum 2 til 3. 316 Fyrir flæðishraða, uppleyst súrefnismælingar og samanborið við viðmiðunarmörkin sem sýnd eru í töflunni hér að ofan, verða slíður sem eru tilgreindar fyrir dælt hringrásarkerfi að vera staðbundin mæld eða reiknuð við hitunaryfirborðið. Aðferðin sem hér er lögð til gerir kaupendum kleift að hanna flæðisskilyrði sem viðhalda óvirku húðinni og forðast ótímabæra þynningu veggja, með því að tengja uppleyst súrefni, hraða og agnahleðslu við magn rof- og tæringarhraða.