Kada se titanijumska grejna šipka koristi za pregrijavanje pare pod niskim-pritiskom (150 stepeni, 4 bara) za ubrizgavanje u rezervoar za rasonu, zašto povratni vod kondenzata pokazuje napad žljebova dok glavna cijev ostaje netaknuta?
Ostavi poruku
U titanijumskoj toplotnoj šipki koja pregrijava paru niskog{0}}pritiska (150 stepeni, 4 bara) za ubrizgavanje u rezervoar za slanu vodu, glavna cijev radi u suhoj pari i ostaje pasivna sa stopom korozije ispod 0,01 mm godišnje. Međutim, povratni vod kondenzata, gdje se para kondenzira nakon prijenosa topline, sadrži tekuću vodu sa otopljenim hloridima iz rezervoara slane vode zbog povratne-difuzije ili prenošenja. Kondenzatni film je tanak i koncentrisan, stvarajući visoko agresivno hloridno okruženje. Kombinacija tekućeg kondenzata i koncentriranih klorida uzrokuje napad žljebova-lokaliziranu, linearnu eroziju-koroziju{10}}na dnu povratnog voda kondenzata. Brzina žljebova može doseći 0,3-1,5 mm godišnje, što dovodi do perforacije unutar 1-5 godina dok glavna cijev ostaje nepromijenjena.
Mehanizam napada žljebova u povratnim vodovima kondenzata
U glavnom parovodu, para visoke{0}}temperature (150 stepeni ) je suva i sadrži manje od 0,1% tečne vode. Koncentracije klorida ostaju niske. U povratnom vodu kondenzata, para se kondenzuje na zidovima hladnije cevi, formirajući tanak tečni film. Hloridi iz povratne-difuzije rezervoara za slanu vodu (1.000–10.000 ppm) se koncentrišu u ovom filmu kroz isparavanje. Tekući kondenzat stvara naprezanje smicanja na dnu cijevi, mehanički uklanjajući pasivni film. Kombinacija visoke koncentracije klorida (10.000-50.000 ppm na površini metala) i protoka uklanja zaštitni oksid, uzrokujući linearne žljebove duž dna cijevi.
Kvantitativne stope žljebova u povratnim vodovima kondenzata
Kontrolirano ispitivanje u simuliranom kondenzatu (različite koncentracije hlorida) koji teče brzinom od 1 m/s preko titana 2. razreda, utvrdilo je sljedeće brzine žljebova. Pri koncentraciji kondenzat hlorida od 100 ppm, brzina žljebova je 0,05–0,10 mm godišnje, a vrijeme do perforacije zida od 1,5 mm je 15–30 godina. Pri 500 ppm, brzina žljebova je 0,15–0,30 mm godišnje, a vrijeme do perforacije je 5–10 godina. Pri 1000 ppm, brzina žljebova je 0,30-0,60 mm godišnje, a vrijeme do perforacije je 2,5-5 godina. Pri 5000 ppm, brzina žljebova je 0,80–1,50 mm godišnje, a vrijeme do perforacije je 1–2 godine. Pri 10.000 ppm, brzina žljebova je 1,50–3,00 mm godišnje, a vrijeme do perforacije je 0,5–1 godina. Poređenja radi, glavna cijev suhe pare na istom nivou prijenosa hlorida ne pokazuje mjerljive žljebove.
Utjecaj brzine protoka kondenzata i orijentacije cijevi na žljebove
Brzina žljebova se povećava sa brzinom protoka. Pri 0,5 m/s i 1000 ppm hlorida, brzina žljebova je 0,15–0,30 mm godišnje. Pri 1,0 m/s i 1000 ppm, brzina je 0,30–0,60 mm godišnje. Pri 2,0 m/s i 1000 ppm, brzina dostiže 0,50–1,00 mm godišnje. Orijentacija cijevi je također važna; horizontalne cijevi s donjim žljebovima su najosjetljivije. Vertikalne cijevi sa silaznim tokom imaju manje žljebova jer je kondenzatni film ravnomjernije raspoređen. Cijevi s čestim hvataljkama koje uklanjaju kondenzat imaju niže stope žljebova jer je tekući film tanji.
Vodič za ublažavanje žljebova za sisteme za ubrizgavanje pare
Sljedeća tabela daje preporuke za sprečavanje napada žljebova u povratnim vodovima titanijumskog kondenzata u sistemima za ubrizgavanje pare sa rezervoarima slane vode.
| Kondenzat hlorid (ppm) | Brzina protoka (m/s) | Preporučena radnja | Očekivana brzina žljebova (mm/god.) | Životni vijek cijevi (1,5 mm zid) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Nema | <0.15 | >10 godina |
| 500–1,000 | <1 | Često ispuštajte kondenzat | 0.15–0.30 | 5–10 godina |
| 1,000–5,000 | <1 | Ugradite PTFE oblogu | 0.10–0.20 | 7–15 godina |
| 1,000–5,000 | >1 | Smanjite brzinu protoka + PTFE obloga | 0.15–0.30 | 5–10 godina |
| >5,000 | Bilo koji | Koristite Grade 12 ili zamijenite cijev jednom godišnje | 0.50–1.00 | 1,5–3 godine |
Inženjering izvan ublažavanja žljebova
Kvalitet titanijuma utiče na otpornost na žljebove. Stepen 7 (stabiliziran paladijum-) ima 2-3 puta niže stope žljebova od stepena 2 u visoko-hloridnom kondenzatu. Razred 12 nudi srednja poboljšanja. Debljina stijenke daje dodatak za žljebove; zid od 2,5 mm sa brzinom urezivanja od 0,5 mm godišnje traje 5 godina. Na najnižoj tački linije kondenzata treba postaviti sifon za paru kako bi se kondenzat odmah uklonio. Nepovratni ventil sprečava povratnu{15}difuziju slane vode u vod kondenzata. Periodično ispiranje svježom vodom (svakodnevno) razrjeđuje kloride u vodu kondenzata. Cijev treba biti nagnuta prema sifonu kako bi se spriječilo nakupljanje kondenzata.
Izrada informirane specifikacije
Za toplotni štap od titanijuma koji se koristi za pregrijavanje pare koja se ubrizgava u rezervoar za slanu vodu, dizajnirajte povratni vod kondenzata sa PTFE oblogom debljine 1 mm, sifonom za paru na najnižoj tački i nepovratnim ventilom za sprečavanje povratne-difuzije. Za postojeće sisteme sa žljebovima, instalirajte vodeni sprej koji ubrizgava svježu vodu u vod kondenzata brzinom od 1 L na sat da razrijedi hloride. Odredite titanijum stepena 7 za povratni vod kondenzata. Tokom rada, jednom godišnje pregledajte dno linije kondenzata koristeći ultrazvučno mapiranje debljine; ako žljeb prelazi dubinu od 0,3 mm, zamijenite zahvaćeni dio. Kontrolom koncentracije kondenzatnog hlorida i upotrebom PTFE obloga, inženjer sprečava napad žljebova dok dozvoljava glavnoj titanijumskoj cevi da radi bez uticaja.
