Ерозійна-корозія – це поєднане пошкодження титанових нагрівальних трубок механічним абразивом та електрохімічною корозією. Коли середовище, що містить тверді частинки, тече з високою швидкістю, частинки постійно стикаються з титановою поверхнею та зношують її, знімаючи щільну пасивну плівку діоксиду титану. Свіжа титанова підкладка оголюється та швидко роз'їдається іонами галогену в середовищі. Захисна плівка не може стабільно відновлюватися під час безперервного промивання рідиною, утворюючи спрямовані смугоподібні канавки та локалізоване потоншення стінок, що зрештою призводить до перфорації та витоку. Ця несправність має очевидні спрямовані сліди стирання, і її рівень пошкодження набагато вищий, ніж одиночна ерозія або незалежна корозія.
1. Механізм розвитку пов’язаних пошкоджень
Природна пасивна плівка TiO₂ на поверхні титану може ізолювати матрицю від корозійного середовища. Високошвидкісна рідина, що переносить осад, іржавий шлак і тверді домішки, вдаряється об стінку труби, механічно зскрібаючи захисний шар оксиду. Голий металевий титан безпосередньо утворює гальванічну корозійну систему з електролітним середовищем і швидко розчиняється. Перш ніж виросте нова повна пасивна плівка, наступний удар часток знову відшарує новоутворену тонку плівку, утворюючи циклічний режим руйнування «пошкодження плівки → корозія основи → невдача регенерації плівки». Корозійні ями поширюються вздовж напрямку потоку в довгі ерозійні канавки. При безперервній втраті матеріалу товщина стінки труби поступово зменшується до появи наскрізного витоку. Швидкість рідини визначає інтенсивність механічного стирання, тоді як концентрація іонів середовища контролює швидкість електрохімічної корозії.
2. Типові положення, схильні до ерозії-корозії
Вихідні секції насосів з максимальною швидкістю потоку та кінетичною енергією удару частинок;
Зовнішня дуга ліктів, де напрямок потоку змінюється, і частинки концентруються для удару;
Трійники, редуктори та секції раптового розширення з турбулентним потоком і сильним розтиранням стінок;
Вхід труби, звернений безпосередньо до струменя середовища, що надходить;
Зварні валики та виступи на поверхні легко викликають турбулентний потік і концентроване стирання.
3. Основні фактори, що прискорюють ерозію-корозію
Надмірно висока середня швидкість потоку, що призводить до сильного турбулентного промивання;
Велика кількість зважених твердих домішок, змішаних в циркулюючому середовищі;
Іони хлориду та фториду в середовищі прискорюють розчинення експонованої титанової матриці;
Шорстка поверхня та зварювальні задирки, що посилюють локальну турбулентність і пасивне руйнування плівки;
Відсутність переднього-фільтрувального обладнання для перехоплення абразивних частинок.
4. Технічні заходи-запобігання з’єднанню та контролю
① Установіть передні -пристрої для фільтрації та видалення шлаку
Блокуйте тверді частинки на вході системи, щоб повністю усунути джерело стирання.
② Оптимізуйте схему трубопроводу, щоб уникнути різких змін каналу потоку
Використовуйте коліна великого-радіуса та конструкції зі змінним-діаметром, щоб зменшити турбулентний удар.
③ Належним чином зменшити швидкість потоку в межах допустимого діапазону виробничого процесу
Знизьте робочу частоту насоса, щоб послабити кінетичну енергію рідини та силу удару частинок.
④ Поліпшити обробку поверхні шляхом полірування
Видаліть задирки та виступи, щоб зменшити точки кріплення турбулентності та місця пошкодження плівки.
⑤ Виконайте локальну обробку поверхні зміцнення вразливих частин
Використовуйте анодне окислення або зміцнення поверхні для колін і впускних отворів для покращення зносостійкості та стійкості до корозії.
5. Порівняльна таблиця профілактичного ефекту
表格
| Режим трубопроводу та лікування | Ерозія-Ризик корозії | Пропозиція застосування |
|---|---|---|
| Без фільтрації + високо-швидкісна турбулентна промивка | Швидке направлене нарізання канавок і проникнення | Додайте фільтрацію та негайно оптимізуйте структуру трубопроводу |
| Передній-перехоплення домішок + оптимізація швидкості потоку + спрощений трубопровід | Значно пригнічує поєднану ерозійну корозію | Стандартна конфігурація для звичайних циркуляційних систем |
| Зміцнення поверхні + середнє очищення | Довгострокові -стабільні анти-стирання та анти-корозійні характеристики | Бажаний варіант для умов роботи із середовищем,-що містить частинки |
Висновок
Ерозійна-корозія титанових нагрівальних трубок спричинена механічним очищенням пасивної плівки та подальшою електрохімічною корозією відкритої підкладки. Основні ідеї запобігання полягають у перехопленні абразивних частинок від джерела, оптимізації поля потоку, щоб уникнути концентрованого удару, зниження швидкості потоку та усунення точок концентрації поверхневих напруг. Завдяки середньому очищенню, структурній оптимізації трубопроводу та цілеспрямованому зміцненню поверхні можна ефективно уникнути раптових витоків, спричинених ерозією-корозією.
