نحوه از بین بردن خوردگی رکود حباب هوا در لوله های گرمایش تیتانیوم در مخازن تخمیر مهر و موم شده

# سند: شماره مقاله فنی. 68 ## عنوان: روش‌هایی برای جلوگیری از رکود حباب هوا و خوردگی لوله‌های گرمایش تیتانیوم در ظروف تخمیر مهر و موم شده هنگام گرم شدن، هوای محلول در ظروف تخمیر که کاملاً مهر و موم شده‌اند به حباب‌های دقیقه‌ای جدا می‌شود. زمانی که این قطرات برای مدت طولانی به دیواره بیرونی لوله‌های گرمایش تیتانیوم بچسبند، یک ناحیه راکد-مایع دو فازی{{3} تشکیل می‌شود. فیلم مایع پیوسته لازم برای ترمیم خود فیلم غیرفعال دی اکسید تیتانیوم توسط این ریزمحیط منحصربه‌فرد که باعث خوردگی حفره‌ای متمرکز موضعی می‌شود، از بین می‌رود. این خوردگی اغلب در نیمه بالایی بدنه لوله و بالای مجموعه های گرمایش فلنجی ظاهر می شود. این مقاله تجزیه و تحلیل جامعی از مکانیسم خوردگی رکود حباب ارائه می‌کند و مجموعه جامعی از راه‌حل‌های طراحی ساختاری و تنظیم عملیات را برای حذف اساسی خطرات حفظ حباب ارائه می‌کند. ## 1. مکانیسم خوردگی برای حباب های هوای راکد روی سطوح تیتانیوم 1. تعمیر ناقص فیلم غیرفعال نتیجه تامین متناوب اکسیژن است. اکسیژن محلول در فاز مایع از ناحیه پوشیده شده از حباب جدا می شود. لایه غیرفعال TiO2 مورد بحث نمی تواند با اکسیژن دوباره پر شود تا خراش ها و نواحی نازک شده را التیام بخشد. دیواره لوله پوشیده شده با مایع، یک کاتد سالم- غنی از اکسیژن است، در حالی که ناحیه پوشیده شده از حباب به یک آند فعال کم اکسیژن{18} تبدیل می‌شود که منجر به خوردگی گالوانیکی خود- روی همان لوله تیتانیوم می‌شود. چرخه به چرخه، شکاف‌های خوردگی به سمت پایین گسترش می‌یابند. 2. غنی‌سازی غلظت املاح در حاشیه حباب‌ها گاز{22}}مرز مایع حباب‌ها محل تبخیر مداوم مایع است. در نتیجه اسید آلی، کلرید و مواد قندی در امتداد حلقه حباب رسوب کرده و تجمع می‌یابند و در نتیجه یک میکروزون بسیار غلیظ تشکیل می‌شود که بسیار خورنده است. این میکروزون حکاکی موضعی ماتریس را تسریع می‌کند. 3. فیلم غیرفعال شکستگی‌های تنش حرارتی را تجربه می‌کند که بین شرایط خشک و مرطوب متناوب می‌شود. تناوب متناوب تماس گاز خشک و غوطه ور شدن مایع مرطوب در سطح لوله به دلیل انبساط و انقباض حباب ها در پاسخ به نوسانات دما ایجاد می شود. ریزترک های متراکم با اعمال مکرر تنش کششی و فشاری به لایه غیرفعال شکننده ایجاد می شوند که به نوبه خود کانال هایی را برای نفوذ یون های خورنده ایجاد می کند. ## 2. عوامل اولیه موثر در رکود حباب 1. طرح نصب مجرای گرمایش نامعقول است. شدیدترین سناریو تجمع حباب شامل نصب افقی لوله های گرمایش تیتانیومی طولانی است. حباب ها بالا می روند و در قوس بالای لوله جمع می شوند و آنها را قادر به فرار نمی کند. حباب‌هایی که از بالای مجموعه بالا می‌آیند نیز توسط لوله‌هایی که خیلی نزدیک به بالای مخزن نصب شده‌اند به دام می‌افتند. 2. سرعت جریان گردش متوسط ​​ناکافی میکروحباب‌های تولید شده در اثر گرمایش نمی‌توانند با جریان استاتیک یا کم سرعت-مایع حذف شوند. هنگامی که سرعت جریان کمتر از 0.6 متر بر ثانیه باشد، اثر آبشستگی روی سطح لوله از بین می‌رود{38}} چگالی توان سطحی که بیش از حد است ظرفیت جریان مایع برای انتقال حباب‌ها به‌طور قابل‌توجهی توسط بار حرارتی زیاد فراتر می‌رود، که فوراً تعداد زیادی حباب‌های بخار کوچک تولید می‌کند و منجر به ایجاد حباب کم فشار تجمعی{4} می‌شود{0} عملیات در یک مخزن مهر و موم شده در غیاب گردش هوادهی مداوم، گاز محلول نمی تواند از سیستم تخلیه شود و حباب های جدید به طور مداوم در حین گرمایش جدا می شوند{41}} مناطق کور حباب گیر توسط تقویت کننده جوش فرورفته و شکاف بین تکیه گاه های PTFE و دیواره های لوله که ناحیه مرده محلی هستند تشکیل می شوند. این مناطق جایی هستند که حباب های کوچک جمع می شوند و در حفره های بزرگ هوای پایدار ادغام می شوند. ## 3. بهینه سازی طراحی ساختاری برای جلوگیری از احتباس حباب 1. افزایش شیب نصب مجرای گرمایش. لوله های گرمایش تیتانیومی باید با شیب 10-15 درجه به سمت بالا از انتهای فلنج تا انتهای آزاد نصب شوند. چیدمان افقی ممنوع است. حباب ها برای تخلیه با لغزش در امتداد سطح لوله شیب دار تا انتهای آزاد به سطح مایع مخزن بالا می روند. طرح لوله عمودی انتخاب بهینه برای-ظروف با حجم کوچک است، زیرا عملاً تجمع حباب را حذف می‌کند. 2. فاصله بین بالای مخزن و بسته‌های لوله را افزایش می‌دهد. فاصله عمودی بین بالای گروه لوله گرمایش و حداقل سطح مایع عملیاتی نباید کمتر از 300 میلی‌متر باشد، و اطمینان حاصل شود که فضای کافی برای خروج حباب به سمت بالا وجود دارد. تمام درزهای جوش را بدون تقویت کننده بیرون زده به حالت انتقال قوس صاف آسیاب کنید. برای جلوگیری از شکاف های مقعر که حباب ها را می گیرند، پشتیبان های PTFE با شکل قوس سطحی پهن را انتخاب کنید. 4. حباب های راهنمای جریان را در اطراف لوله گرمایش نصب کنید. برای ایجاد جریان مایع شستشوی مارپیچی در اطراف دیواره لوله، صفحات انحرافی را در سمت بالادست دسته لوله نصب کنید. این کار به طور مداوم میکروحباب های متصل را حذف می کند. ## 4. کنترل عملکرد استاندارد برای به حداقل رساندن تولید و نگهداری حباب 1. تنظیم چگالی توان سطحی معقول به منظور کاهش مقدار گرمایش-حباب‌های ریز جدا شده، چگالی توان مخازن تخمیر مهر و موم شده در مقایسه با مخازن باز، مطابق با استاندارد بار{67}طراحی بالا{66}}در حدود{67}طراحی بالا{66}}در حدود 20% کاهش می‌یابد. سرعت جریان حداقل 1.0 متر بر ثانیه. قبل از گرم کردن، پمپ گردش را فعال کنید تا اطمینان حاصل شود که آبشستگی مایع پایدار تشکیل شده است. مهم است که از یک گرمایش ثابت بدون گردش اجتناب شود. 3. هوادهی ملایم مداوم در طول کشت در دمای ثابت، ارتقاء اختلاط کلی مایع، تخلیه گاز محلول فوق‌اشباع از مخزن، و کاهش بارش حباب جدید بر روی دیواره لوله، همگی با ردیابی افزایش درجه حرارت هوای فشرده{71} تسهیل می‌شوند. حباب‌های جرم آنی در نتیجه افزایش ناگهانی دما، توصیه می‌شود که فرآیند گرمایش با سرعت کمتر یا مساوی 3 درجه در دقیقه در مرحله راه‌اندازی انجام شود{73}} تخلیه مداوم مخزن در حین تعمیر و نگهداری برای کاهش اشباع گاز محلول در محیط و تخلیه گاز انباشته شده در مخزن در قسمت بالایی مخزن باز شود. 10-15 دقیقه هر سه روز. ## 5. بازرسی و روش قضاوت خوردگی رکود حباب پس از اتمام تعمیرات تخلیه مخزن، از یک نور روشن برای بررسی سطح لوله استفاده کنید: - ویژگی معمول: یک منطقه خوردگی حفره‌ای خاکستری تیره به شکل حلقه، که بر روی نیم دایره بالایی لوله‌های افقی{9} پخش شده است{9} آزمایش پتانسیل الکتروشیمیایی: پتانسیل ناحیه پوشش حباب 80 تا 120 میلی ولت کمتر از ناحیه غوطه ور شدن مایع پایین همان لوله است که نشان دهنده آسیب شدید فیلم غیرفعال است{82}} اندازه گیری ضخامت اولتراسونیک: کاهش ضخامت دیواره قوس بالایی به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از قسمت پایین لوله است.|منبع خطر رکود حباب|اقدام هدفمند حذف|اثر اصلی|| -{99}}{103}}-|---{109}}|----|| حباب های به دام انداختن طرح لوله افقی|لوله هایی را با شیب 10-15 درجه به سمت بالا یا طرح عمودی نصب کنید|حباب ها بدون اتصال طولانی مدت به سطح می لغزند و فرار می کنند|جریان کم مایع قادر به از بین بردن حباب های کوچک نیست|جریان گردشی 1.0 متر بر ثانیه یا بالاتر را حفظ کنید و بافل های راهنمای جریان را نصب کنید.|شستشوی مداوم مایع حباب های کوچک تازه ایجاد شده را از بین می برد.|بارش حباب جرمی با چگالی توان بالا.|برای مخازن آب بندی شده، چگالی توان سطحی را تا 20 درصد کاهش دهید.|جداسازی حباب در مقیاس بزرگ آنی را سرکوب کنید.|گاز محلول فوق اشباع مخزن مهر و موم شده استاتیک.|میکرو هوادهی مداوم + اگزوز مخزن معمولی.|برای کاهش تولید حباب، محتوای گاز محلول را کاهش دهید.|حباب شکاف جوش/پشتیبانی میکروزون‌های گاز مایع دو فازی با کمبود اکسیژن توسط حفره‌های هوای راکد روی لوله‌های گرمایش تیتانیومی تشکیل می‌شوند که منجر به خوردگی حفره‌ای موضعی خودگالوانیکی می‌شود. به منظور جلوگیری از اتصال طولانی مدت حباب ها به دیواره لوله، راه حل اساسی شامل طرح ساختاری لوله شیبدار، آبشستگی گردشی با سرعت بالا، طراحی بار حرارتی کم و عملیات هوادهی مداوم است. تشخیص به موقع عیوب خوردگی حباب اولیه و جلوگیری از شکست نشتی از طریق دیواره لوله های گرمایش تیتانیوم را می توان از طریق بازرسی منظم بصری و آزمایش بالقوه در طول تعمیر و نگهداری به دست آورد.