شکست خوردگی لولههای پایه ناشی از نفوذ-به رسانههای خورنده مولکولی کوچک اشاره دارد که به آرامی از طریق شکافهای مولکولی تحت فشار و حرارت طولانیمدت به لایه PFA متراکم نفوذ میکنند. مایع نفوذ شده به طور مداوم بین پوشش فلوروپلاستیک و لوله پایه فولادی بیرونی تجمع می یابد و باعث ایجاد زنگ زدگی، حفره شدن و محصولات خوردگی انبساط حجمی در داخل لایه می شود. بقایای خوردگی متورم شده نیروی جک را ایجاد می کند تا رابط اتصال را در محدوده وسیعی جدا کند و تاول ها و برآمدگی هایی را روی سطح پوشش ایجاد کند. در موارد شدید، آستر به طور کامل کنده می شود و توسط مایع شسته می شود، لوله فولادی لخت دچار نشت نفوذ سریع می شود و قطعات آستر افتاده به راحتی اتصالات لوله فرآیند را مسدود می کنند. این خرابی پنهان در مراحل اولیه به کندی پیشرفت می کند و پس از-عملکرد مداوم طولانی مدت به صورت دسته ای بروز می کند.
1. نفوذ مولکولی و مکانیزم انبساط خوردگی بین لایه
PFA مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در برابر بیشتر محیطها دارد، با این حال ساختار پلیمری آن حاوی حفرههای بین مولکولی ریز است. تحت فشار متوسط و شرایط گرمایش، مولکول های کوچک قطبی مانند آب، اسید و حلال می توانند با سرعت بسیار آهسته در دیواره پوشش پخش شوند. پس از ورود به شکاف بین لایه، اجزای خورنده مستقیماً با بستر فولادی محافظت نشده تماس می گیرند تا محصولات جانبی زنگ و خوردگی ایجاد کنند. این محصولات خوردگی جامد حجم بیشتری را اشغال می کنند و پوشش را به سمت بیرون فشرده می کنند تا چسبندگی متخلخل اولیه را از بین ببرد. با تجمع نفوذ، ناحیه لایه برداری در امتداد جهت محوری خط لوله گسترش می یابد. برخلاف نفوذ سوراخ سوزنی ناشی از عیوب پوشش، این آسیب ناشی از نفوذپذیری مولکولی ذاتی خود ماده است تا آسیب فیزیکی موضعی.
2. موقعیت های معمولی مستعد آسیب نفوذ خوردگی
بخش های لوله مستقیم طولانی با پوشش کامل و بدون نقطه اگزوز، که در آن مواد نفوذ کرده نمی تواند تخلیه شود.
نیمه پایین خط لوله افقی که در آن مایع متراکم متراکم ته نشین می شود و برای واکنش طولانی مدت جمع می شود.
مناطق پوشش نازک با مسیر نفوذ کوتاه تر و سرعت انتشار مولکولی سریع تر.
شکافهای ریشه فلنج که به عنوان نقاط تجمع مایع نفوذ شده از لایههای میانی سرریز میشوند.
خطوط لوله مرده استاتیک بدون تجدید جریان متوسط، تسریع غلظت مواد خورنده نفوذ شده.
3. فاکتورهای القای هسته تسریع کننده شکست خوردگی بین لایه
محیط کاری حاوی اجزای مولکولی کوچک با نفوذ قوی-بدون سفارشی سازی پوشش ضد نفوذ هدفمند.
خط لوله تحت فشار مثبت طولانی مدت کار می کند و نیروی محرکه نفوذ متوسط را افزایش می دهد.
دمای سیستم به طور مداوم بالا است، حرکت حرارتی مولکولی و راندمان انتشار را بهبود می بخشد.
بدون طراحی تهویه و زهکشی بین لایه ای در طول پیش ساخت خط لوله، قادر به تخلیه نفوذ انباشته نیست.
استحکام اتصال آستر برای قفل کردن مایع نفوذ شده در داخل لایه بدون کانال فرار بسیار زیاد است.
4. اقدامات فنی کامل-پیشگیری و کنترل پیوند
① برای نفوذ در شرایط کاری متوسط، فرمول PFA اصلاح شده-ضد نفوذ-تراکم بالا را بپذیرید
کاهش کانال های انتشار شکاف مولکولی از فرمول مواد.
② سوراخهای اگزوز و تخلیه بینلایهای رزرو شده را روی خطوط لوله خطدار با فواصل طولانی تنظیم کنید
تخلیه به موقع مایع تراوش برای جلوگیری از تجمع و خوردگی بستر.
③ پارامترهای عملیاتی را برای کنترل فشار و دمای متوسط در محدوده مجاز مواد بهینه کنید
منبع انرژی را که باعث نفوذ مولکولی می شود به طور اساسی کاهش دهید.
④ استحکام پیوند رابط را به درستی کنترل کنید تا شکاف های میکرو را برای سرریز به بیرون ردیابی کنید
از تشکیل محیط خوردگی بسته بین لایه مهر و موم شده جلوگیری کنید.
⑤ بازرسی دوره ای آندوسکوپی دیوار و تشخیص فشار بین لایه را اجرا کنید
برآمدگی و لایه لایه شدن اولیه را قبل از جدا شدن-سطح بزرگی پیدا کنید.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| حالت طراحی مواد و سازه | خطر خوردگی نفوذ | پیشنهاد کاربردی |
|---|---|---|
| PFA استاندارد معمولی + لایه میانی کاملاً مهر و موم شده + عملکرد دمای بالا با فشار بالا | پوسته شدن-سطح بزرگ و زنگ زدگی لوله پایه پس از سرویس طولانی مدت رخ می دهد | پوشش ضد نفوذ{0}}را ارتقا دهید و ساختار اگزوز زهکشی بین لایه ای را اضافه کنید |
| اصلاح شده-روش با نفوذپذیری پایین + طرح تهویه بین لایه + عملیات محدودیت پارامتر | به طور موثر نفوذ مولکولی و تجمع خوردگی بین لایه ای را کاهش می دهد | مشخصات طراحی استاندارد برای خط لولههای گرمایشی با مولکول متوسط- با پوشش PFA |
| پوشش مانع کامپوزیت چند لایه + مانیتورینگ آنلاین بین لایهای منظم + تشخیص عیوب داخلی سالانه | خطر انسداد بسیار کم خوردگی بستر و ریزش پوشش | طرح ترجیحی برای پروژههای شبکه لولههای گرمایشی-طولانی-ضد خوردگی-شیمیایی و فشار بالا |
نتیجه گیری
نفوذ لایه PFA ناشی از خوردگی زیرلایه و شکست پوستهشدن{0} از رسانههای کوچک-مولکولی است که به ساختار آستر نفوذ کرده و لوله پایه فولادی را در لایههای میانی خورده میکنند و محصولات خوردگی گسترش مییابند تا رابط پیوند خورده را پاره کنند. استراتژیهای اصلی پیشگیری شامل ارتقاء مواد پوشش ضد نفوذ، پیکربندی ساختارهای اگزوز و زهکشی بین لایهای، محدود کردن فشار و دما، طراحی منطقی چسبندگی رابط و انجام بازرسی داخلی دورهای است. کنترل کل-فرایند بسته-حلقه بهینهسازی انتخاب مواد، طراحی ساختار خط لوله و بازرسی معمول تجهیزات میتواند انسداد خط لوله و حوادث ایمنی ناشی از نشت متوسط ناشی از خوردگی نفوذ لایهای لولههای گرمایش با پوشش PFA را از بین ببرد.
