Эрозионная-коррозия – это сочетание механического износа и электрохимической коррозии, которое часто возникает на нагревательных трубках из нержавеющей стали 316, установленных в циркуляционных трубопроводах с-потоком-высокой скоростью. Когда жидкость с высокой скоростью-переносит взвешенные твердые частицы, пузырьки или газ-двухфазный поток жидкости-, непрерывно очищая внутреннюю стенку нагревательных трубок, изначально компактная пассивная пленка,-богатая хромом, будет локально механически удалена. Как только защитная пленка повреждена, оголенная металлическая подложка быстро растворяется в агрессивных средах, таких как хлоридные-содержащие сточные воды и кислая циркулирующая жидкость, и новая пассивная пленка вряд ли может сформироваться своевременно под постоянным воздействием жидкости. Этот циклический процесс снятия пленки и растворения металла постепенно приведет к образованию обтекаемой канавки-подобного коррозионному повреждению на стенке трубы, которое на ранней стадии трудно обнаружить с помощью обычного визуального осмотра. У большого количества нагревательных трубок наблюдается локальное утончение стенок, утечки в местах колен, входных секциях и внезапное расширение-сжатие, в основном из-за пренебрежения контролем скорости потока и отсутствия противо-оптимизации конструкции. Таким образом, разумное ограничение скорости потока жидкости и оптимизация расположения трубопроводов являются важными техническими мерами, позволяющими избежать эрозионной-коррозии и гарантировать долгосрочную-надежность эксплуатации отопительного оборудования.
Механизм повреждения эрозионной-коррозией включает два взаимодополняющих процесса. С механической стороны, высокоскоростная-жидкость и увлеченные твердые частицы создают непрерывные ударные и сдвиговые силы, соскребая пассивную пленку и образуя микро-следы истирания на металлической поверхности. С электрохимической точки зрения поверхность свежего металла без пассивной пленки действует как анод и быстро растворяется, в то время как окружающая неповрежденная пассивная область служит катодом для ускорения реакции коррозии. Двухфазный поток газа-жидкости-усугубит этот режим отказа из-за периодического схлопывания пузырьков, создавая мгновенное высокое ударное давление, вызывающее кавитационную эрозию. Чрезмерно высокая скорость потока, острые углы трубопровода и неравномерное распределение твердых примесей значительно сокращают инкубационный период эрозионной-коррозии, а правильное снижение скорости потока и оптимизация конструкции могут эффективно замедлить циркуляцию пленочного повреждения и анодного растворения.
Таблица 1. Классификация скорости потока жидкости и схемы защиты от эрозии-коррозии для нагревательных трубок из нержавеющей стали 316
表格
| Класс скорости потока | Диапазон скоростей жидкости | Средняя функция | Эрозия-Риск коррозии | Стандартные меры оптимизации |
|---|---|---|---|---|
| Уровень 1 (Безопасный) | Меньше или равна 1,5 м/с | Чистая однофазная жидкость-с небольшим количеством взвешенных частиц. | Незначительный | Регулярный ежегодный ультразвуковой контроль толщины |
| Степень 2 (низкий риск) | 1.5–2.5 m/s | Слегка мутная жидкость, мелкие взвешенные примеси. | Низкий | Принять обтекаемую конструкцию колена, отполировать внутреннюю поверхность трубы |
| Степень 3 (средний риск) | 2.5–4.0 m/s | Жидкость с мелкими твердыми частицами, периодические увлечения газа | Середина | Установите буферные секции и стабилизаторы потока, уменьшите местную турбулентность. |
| Степень 4 (высокий риск) | ＞4.0 m/s | Газ-жидкость, двухфазный поток-или мутная среда с высоким содержанием-твердых веществ | Высокий | Используйте износостойкую-композитную футеровку + увеличьте диаметр трубы, чтобы снизить скорость потока. |
Предприятия должны проводить гидравлические расчеты на ранней стадии проектирования систем отопления, чтобы строго контролировать скорость потока жидкости в безопасном диапазоне для материалов из нержавеющей стали. Для колен трубопровода, впускных и выпускных частей, где может возникнуть турбулентность, следует использовать обтекаемые конструкции с большим-радиусом вместо резких-прямых угловых изгибов, чтобы снизить интенсивность воздействия жидкости. Внутренняя поверхность нагревательных труб и фитингов должна быть тщательно отполирована для уменьшения шероховатости поверхности и улучшения устойчивости пассивной пленки к силе сдвига жидкости. Для сред, содержащих большое количество твердых частиц, на переднем конце нагревательного оборудования следует устанавливать фильтры для улавливания примесей и предотвращения абразивного повреждения стенок трубы частицами. В условиях работы со смесью газа-жидкости необходимо оборудовать вытяжные устройства для устранения коллапса пузырьков,-вызванного кавитационной эрозией.
Основные места,-подверженные эрозии, должны быть включены в список плановых не-неразрушающих испытаний, при этом каждые шесть месяцев проводится ультразвуковой контроль толщины для отслеживания тенденций утончения стенок. При обнаружении очевидных обтекаемых коррозионных канавок необходимо своевременно провести оптимизацию потока или локальную трансформацию -стойкой к износу футеровки. В сочетании с регулированием качества воды и защитой от пассивации поверхности эффективно сдерживается -эрозионная-коррозия, вызванная жидкостью. Систематический контроль параметров потока и структурная оптимизация устраняют недостатки анти-коррозионной конструкции одного материала, создают многомерную-систему защиты для нагревательных трубок из нержавеющей стали 316 и эффективно предотвращают внезапные потери оборудования, вызванные коррозией композита, вызванной размывом потока.
