شکست نفوذ فرسایش حفره ای به افت فشار موضعی در داخل خط لوله ناشی از سرعت جریان بیش از حد، دریچه گاز ناگهانی و فشار منفی ورودی پمپ اشاره دارد. محیط فرآیند تبخیر می شود تا تعداد زیادی حباب خلاء کوچک تشکیل شود. این حبابها همراه با سیال حرکت میکنند و در هنگام ورود به ناحیهای{2}}با فشار بالا، فوراً به شدت فرو میروند. امواج ریز شوک شدید و ضربه ریز جت با سرعت بالا به طور مکرر به سطح دیواره داخلی لوله ضربه می زند و لایه محافظ غیرفعال غنی از کروم- را خرد می کند. خستگی مداوم ضربه منجر به حفره های مقعر متراکم بر روی ماتریس فلزی می شود. در اثر فروپاشی حباب چرخهای طولانی مدت، حفرهها به صورت شعاعی عمیق میشوند تا دیواره لوله نفوذ کند و باعث نشتی متوسط میشود. این خرابی عمدتاً در نزدیکی ورودی های پمپ، بخش های دریچه گاز و موقعیت های انبساط ناگهانی خط لوله سیستم های گردش گرمایش رخ می دهد.
1. مکانیسم فروپاشی و آسیب ناشی از تولید حباب
هنگامی که فشار موضعی کمتر از فشار بخار اشباع محیط است، مایع به بخار میتابد و حبابهای کاویتاسیون را تشکیل میدهد. هنگامی که حباب ها به سمت مناطق{1} با فشار بالا جریان می یابند، در عرض میکروثانیه فشرده می شوند و منفجر می شوند. انفجار باعث ایجاد شوک هیدرولیکی قوی و میکرو جت می شود که به دیواره لوله برخورد می کند و مستقیماً فیلم غیرفعال را از بین می برد و باعث تغییر شکل خستگی پلاستیک فلز پایه می شود. فیلم غیرفعال جدید نمی تواند به موقع تحت ضربه مداوم شکل بگیرد و آسیب حفره ای به سرعت جمع می شود. برخلاف فرسایش معمولی{5}}به همراه خوردگی شیمیایی، فرسایش حفرهای عمدتاً متکی به آسیب خستگی ناشی از ضربه مکانیکی است و خوردگی شیمیایی تنها به عنوان یک عامل تسریعکننده کمکی عمل میکند.
2. موقعیت های معمولی مستعد آسیب کاویتاسیون
بخش مستقیم لوله ورودی پمپ در معرض فشار منفی و تبخیر در سطح مایع ناکافی است.
بخش های لوله پایین دستی دریچه های گاز، صفحات روزنه ای و شیرهای تنظیم کننده با افت فشار شدید.
قطعات لوله انبساط ناگهانی که در آن جداسازی جریان و کاهش فشار موضعی رخ می دهد.
قوس داخلی آرنج با تولید گردابی آشفته و نوسان فشار جزئی.
نقاط مرتفع خط لوله{0}}در فواصل طولانی که در آن گاز جمع میشود و ضربان فشار ناپایدار را تشدید میکند.
3. فاکتورهای القاء کننده هسته تسریع کننده شکست کاویتاسیون
ارتفاع نصب پمپ خیلی زیاد است و سر مکش مثبت خالص نمی تواند الزامات طراحی را برآورده کند.
جریان سیستم از مقدار طراحی نامی فراتر می رود که منجر به سرعت جریان بیش از حد و کاهش فشار موضعی می شود.
عملکرد بلند مدت-دریچه گاز باز کردن کوچک که منجر به اختلاف فشار شدید و تبخیر فلاش میشود.
طرح خط لوله فاقد مخازن بافر و تجهیزات تثبیت فشار برای سرکوب نوسانات فشار است.
دمای متوسط خیلی زیاد است، آستانه فشار بخار اشباع را کاهش می دهد و باعث می شود کاویتاسیون آسان تر شود.
4. اقدامات فنی کامل-پیشگیری و کنترل پیوند
① طرح پمپ را بهینه کنید و سطح مایع ورودی را برای تضمین NPSH کافی برای جلوگیری از مکش-تبخیر خلاء جانبی افزایش دهید
منبع کاویتاسیون را در انتهای طراحی تجهیزات حذف کنید.
② به شدت جریان خط لوله را در محدوده طراحی شده کنترل کنید و از باز کردن دریچههای تنظیم کننده-کوچک- طولانی مدت جلوگیری کنید
کاهش افت فشار و شرایط تولید حباب در مسیر جریان.
③ مخازن بافر فشار و ساختارهای یکسان سازی جریان را در موقعیت های انبساط ناگهانی و شیر در پایین دست اضافه کنید
میدان جریان را تثبیت کنید و نواحی گردابی با فشار کم- محلی را مهار کنید.
④ دمای متوسط عملیاتی مناسب برای افزایش فشار بخار اشباع سیال انتقال دهنده
حاشیه کار ضد کاویتاسیون سیستم خط لوله را بهبود بخشید.
⑤ به طور منظم تشخیص ضخامت دیواره اولتراسونیک را در ورودی پمپ و بخش های آسیب پذیر دریچه گاز انجام دهید
اتصالات لولهای که به شدت ضربه خوردهاند را قبل از سوراخ کردن-دیوار تعویض کنید.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| طرح بندی سیستم و حالت عملیات | خطر فرسایش حفره ای | پیشنهاد کاربردی |
|---|---|---|
| حاشیه مکش پمپ ناکافی + دریچه گاز کوچک طولانی مدت + بدون بافر فشار | حفره های متراکم و نشت نفوذ پس از عملیات مداوم ظاهر می شوند | ارتفاع نصب پمپ را تنظیم کنید و امکانات تثبیت فشار بافر را اضافه کنید |
| طراحی استاندارد مکش پمپ + عملکرد استاندارد شیر + تبدیل بهینه سازی میدان جریان | به طور موثر تولید حباب را سرکوب می کند و آسیب خستگی را تحت تأثیر قرار می دهد | مشخصات طرح استاندارد برای سیستم های خط لوله فولادی ضد زنگ گرمایش گردشی |
| بهینهسازی ساختاری ضد حفرهای +-پایش فشار زمانی واقعی + بازرسی سه ماهه ضخامت | خطر پنهان بسیار کم ناشی از سوراخ شدن ضربه و توقف برنامه ریزی نشده تولید | طرح ترجیحی برای پروژه های شبکه لوله های گرمایش گردشی بزرگ در پارک های صنایع شیمیایی |
نتیجه گیری
فرسایش حفره ای لوله گرمایش فولاد ضد زنگ 316 توسط ضربه فروپاشی حباب تبخیر متوسط تحت فشار کم محلی ایجاد می شود که به طور مکانیکی لایه غیرفعال سازی دیواره لوله را از بین می برد و نفوذ حفره های خستگی را تشکیل می دهد. اقدامات اصلی پیشگیری شامل بهینه سازی شرایط کار مکش پمپ، استاندارد کردن پارامترهای عملکرد شیر و جریان، افزودن دستگاه های تثبیت فشار و یکسان سازی جریان، کنترل منطقی دمای متوسط و تقویت بازرسی دوره ای ضخامت بخش های نوسان فشار کلیدی است. کل-فرایند بسته-مدیریت حلقهای طراحی چیدمان سیستم، تنظیم پارامتر تجهیزات و نظارت بر عملیات روزانه میتواند از نشت خط لوله و حوادث آسیب به تجهیزات ناشی از فرسایش حفرهای خطوط لوله فشار گرمایش فولاد ضد زنگ 316 جلوگیری کند.
