مکانیسم خوردگی لوله گرمایش تیتانیوم و طرح کنترل کامل -پیشگیری از چرخه حیات

خوردگی حفره ای یک شکست خوردگی مخرب موضعی معمولی لوله های گرمایش تیتانیومی است. یون‌های کلرید، یون‌های فلوراید و سایر یون‌های هالوژن در محیط کار، یکپارچگی لایه غیرفعال دی اکسید تیتانیوم را در نقص‌های سطحی کوچک می‌شکنند و حفره‌های خوردگی میکرو{1} آند مستقلی را تشکیل می‌دهند. خوردگی به سرعت در جهت عمق به سمت داخل منبسط می شود در حالی که فلز پایه اطراف دست نخورده باقی می ماند. با عمیق شدن و اتصال مداوم گودال ها به دیواره لوله نفوذ کرده و باعث نشتی متوسط ​​می شوند. این نوع خوردگی دارای ویژگی‌های ماکروسکوپی نامشهود، تصادفی قوی و شروع ناگهانی است که به عنوان یکی از رایج‌ترین اشکال شکست غیرمنتظره اجزای تبادل حرارت تیتانیوم رتبه‌بندی می‌شود.

1. مکانیزم تشکیل الکتروشیمیایی خوردگی حفره ای

یک فیلم محافظ بی اثر TiO2 به طور خود به خود روی سطح تیتانیوم تشکیل می شود تا ماتریکس را از محیط های خورنده جدا کند. هنگامی که یون‌های هالوژن روی خراش‌های کوچک، نقص‌های درون‌گیری یا نواحی ضعیف لایه غیرفعال جذب می‌شوند، جایگزین اکسیژن در لایه اکسید می‌شوند و مواد هالید تیتانیوم محلول تولید می‌کنند و تا حدی ساختار غیرفعال محافظ را از بین می‌برند. محصولات خوردگی دهانه گودال را مهر و موم می کنند و یک ریز محیط بسته را در داخل گودال تشکیل می دهند که در آن یون های هالوژن متمرکز می شوند و مقدار pH کاهش می یابد. دیواره داخلی گودال به عنوان آند عمل می کند و به طور پیوسته حل می شود، در حالی که سطح بزرگ دست نخورده در خارج از آن به عنوان کاتد برای تسریع واکنش آندی در داخل گودال عمل می کند. خوردگی به جای گسترش افقی به صورت عمودی به سمت پایین توسعه می یابد و در نهایت دیواره لوله را سوراخ می کند و باعث نشت تجهیزات می شود.

2. موقعیت های معمولی مستعد خوردگی حفره ای

مناطق نوسان سطح مایع که در آن هالوژن حاوی مایع-تبخیر می‌شود و نمک کریستالی را برای غنی‌سازی یون رسوب می‌کند.

خراش های مکانیکی، فرورفتگی ها و آسیب های ناشی از برخورد در هنگام پردازش، حمل و نقل و نصب.

مناطق تحت پوشش رسوب، مقیاس و پیوست هایی که منجر به تجمع یون در زیر رسوبات می شود.

نواحی جوش داده شده با لایه های اکسید شل و پست ناقص-تعمیر غیرفعال سازی جوش؛

بخش‌های آب مرده با-میانگین استاتیک طولانی مدت و تجمع مداوم آنیون‌های خورنده.

3. عوامل اصلی تسریع کننده خوردگی حفره ای تیتانیوم

غلظت بالای یون های کلرید و فلوراید در محیط فرآیند در گردش؛

دمای عملیاتی بالا که فعالیت شیمیایی یون های هالوژن را برای فرسایش لایه غیرفعال افزایش می دهد.

پوست اکسید جوش حذف نشده و آسیب مکانیکی سطح پس از ماشینکاری.

خاموش شدن طولانی مدت با مایع خورنده باقیمانده بدون شستشو و زهکشی کامل.

فیلم منفعل بومی نازک و ناپیوسته روی سطح تیتانیوم.

4. اقدامات فنی چند بعدی-کلی{2}}پیشگیری پیوند

① محتوای یون هالوژن در محیط را به شدت کنترل کنید

نصب تجهیزات فیلتراسیون و نمک زدایی برای کاهش غلظت یون های فلوئور و کلر در سیستم سیال.

② عیوب سطح را از بین ببرید و عملیات پس از جوش{0}} را استاندارد کنید

خراش ها و خراش ها را خرد کنید؛ پس از جوشکاری، ترشی و غیرفعال سازی را انجام دهید تا رسوب اکسید حذف شود و یک فیلم غیرفعال یکنواخت بازسازی شود.

③ رسوبات و مایع باقیمانده را به طور منظم تمیز کنید

برای جلوگیری از تبلور نمک و غلظت موضعی یون، تمام محیط را در طول توقف تجهیزات تخلیه کنید و خطوط لوله را شستشو دهید.

④ تقویت غیرفعال سازی سطحی را تقویت کنید

از اکسیداسیون آندی برای ضخیم شدن مصنوعی فیلم TiO2 و بهبود مقاومت در برابر نفوذ یون و تجزیه فیلم استفاده کنید.

⑤ حد بالای معقول دمای عملیاتی را تنظیم کنید

برای کاهش ظرفیت فرسایش آنیون‌های خورنده در برابر لایه محافظ، از خدمات-درازمدت بیش از-دما اجتناب کنید.

5. جدول مقایسه اثر پیشگیری

表格

نتیجه گیری

خوردگی حفره ای لوله های گرمایش تیتانیوم از شکست موضعی لایه غیرفعال توسط یون های هالوژن و خوردگی الکتروشیمیایی تسریع شده مسدود شده در داخل چاله ها ناشی می شود. راهبردهای اساسی پیشگیری شامل کاهش غلظت یون خورنده در محیط، حذف نقاط شروع نقص سطح، ترمیم آسیب جوش از طریق عملیات غیرفعال سازی، و جلوگیری از رسوب نمک از مایع باقیمانده ساکن است. کنترل حلقه بسته پردازش تکمیل، حفاظت از سطح و نگهداری روزانه عملیات می‌تواند خطرات نشتی پنهان ناشی از خوردگی حفره‌ای لوله‌های گرمایش تیتانیوم را کاملاً از بین ببرد.