Эрозионное-коррозионное разрушение означает, что внутренняя стенка титановых труб отопления постоянно подвергается воздействию и размыванию высокоскоростной-жидкостью, несущей твердые частицы, пузырьки или турбулентный поток. Механическое истирание постоянно отслаивает с поверхности пассивную пленку TiO₂ из титана. Свежая металлическая подложка подвергается непосредственному воздействию агрессивной среды и подвергается быстрому электрохимическому растворению. Под совместным воздействием механической зачистки и химической коррозии стенка трубы равномерно или локально утончается и в конечном итоге проникает, вызывая утечку среды. Это повреждение широко распространено в циркуляционных трубопроводах с высокой скоростью потока, примесями частиц и частой кавитацией.
1. Эрозионный-коррозионный механизм повреждения муфты
Титан имеет тонкую плотную оксидную пленку, устойчивую к коррозии в статических условиях среды. Когда жидкость быстро течет с твердыми частицами или образует кавитационные пузырьки, повторяющиеся столкновения и сдвиговая сила мгновенно царапают и разрушают защитный пассивирующий слой. Вновь экспонированная титановая матрица не может вовремя восстановить пассивную пленку при постоянной промывке, поэтому она непосредственно участвует в реакции растворения анода с агрессивными компонентами среды. Жидкость забирает продукты коррозии сразу, без осаждения и пассивационного ремонта, образуя циклический процесс повреждение пленки → коррозия металла → удаление продукта. В отличие от единичной точечной коррозии или чисто абразивного износа, этот отказ является синергетическим эффектом механической эрозии и электрохимической коррозии, при этом скорость потери материала гораздо выше, чем при любом виде одиночного повреждения.
2. Типичные места, подверженные эрозии-коррозионным повреждениям
Отводы трубопровода, где изменяется направление потока и концентрация частиц является наиболее серьезной;
Участки переходных труб с резким ускорением потока и усиленным турбулентным обдувом;
Выходные прямые трубопроводы насоса с максимальной скоростью потока среды и кинетической энергией;
Пересечения тройниковых ответвлений с неупорядоченным вихревым током и сильной локальной сдвиговой силой;
Участки трубы с низким-давлением,-подверженные кавитации, где схлопывание пузырьков приводит к удару микроструи.
3. Основные факторы, ускоряющие неудачу
Чрезмерно расчетная скорость потока, значительно превышающая противо-предел защиты от эрозии титанового материала;
Среда содержит песок, порошок катализатора и другие твердые примеси, не задерживаемые фильтрацией;
На входе трубопровода отсутствуют средства дегазации, что приводит к образованию большого количества растворенного газа, образующего кавитационные пузырьки;
Резкие-структурные переходы под прямым углом на трубопроводной арматуре усугубляют турбулентный поток и локальные воздействия;
Длительная-непрерывная работа без остановки технического обслуживания, накопленное истончение невозможно обнаружить вовремя.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Оптимизация параметров процесса для снижения проектной скорости потока в трубопроводе в пределах безопасного противо-эрозионного диапазона.
Принципиально снизить интенсивность механической очистки жидкостью.
② Установите многоступенчатые прецизионные фильтры и мусороуловители на передней части системы.
Блокируйте попадание твердых частиц в контур титанового трубопровода.
③ Добавить выпускные клапаны и устройства дегазации в верхних точках трубопровода для устранения источников кавитации.
Избегайте микроструйных повреждений, вызванных взрывом пузырька.
④ Применить дуговой переход для колен и тройников, чтобы уменьшить турбулентность и местную ударную нагрузку.
Оптимизируйте распределение поля потока, чтобы ослабить концентрированную эрозию.
⑤ Организовать периодическое определение толщины стенок сильно поврежденных трубопроводных фитингов.
Отслеживайте тенденцию к истончению и заменяйте компоненты до проникновения.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Дизайн и режим работы | Эрозия-Риск коррозии | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Сверх-высокая скорость потока + среда,-содержащая частицы + дегазация без фильтрации | Локальная истонченная перфорация возникает при кратковременной-работе | Преобразование параметров потока и добавление-переднего оборудования для перехвата примесей |
| Разумная настройка расхода + средняя фильтрация и дегазация + обтекаемая конструкция трубопроводной арматуры | Эффективно подавляет пассивное повреждение пленки и связанное с ней коррозионное истончение. | Типовые технические условия на титановые циркуляционные трубопроводы отопления |
| Обработка износостойкого-поверхностного покрытия + онлайн-мониторинг толщины в режиме реального времени-+ регулярное обслуживание трубопроводной арматуры | Чрезвычайно низкое проникновение эрозии. Скрытая опасность утечки. | Предпочтительная схема для проектов трубопроводов отопления, содержащих суспензию и частицы,-содержащие средний титан |
Заключение
Эрозионная-коррозионная перфорация титановых нагревательных трубок вызвана высокоскоростным-механическим удалением пассивирующей пленки с жидкостью и последующей электрохимической коррозией голого металла. Основные профилактические меры включают ограничение скорости потока, удаление твердых примесей и растворенного газа в среде, оптимизацию конструкции трубопровода для уменьшения турбулентного воздействия и регулярный мониторинг потери толщины стенок. Полное-управление процессом проектирования параметров системы, предварительной обработки среды и проверки оборудования может предотвратить остановку производства и инциденты, связанные с утечками, возникающие в результате эрозии-коррозионного истончения титановых трубопроводов отопления.
