Ja titāna siltuma stienis tiek izmantots, lai pārkarsētu zema spiediena tvaiku (150 grādi, 4 bar), lai iesmidzinātu sālījuma tvertnē, kāpēc kondensāta atgriešanas līnijā parādās rievas, kamēr galvenā caurule paliek neskarta?
Atstāj ziņu
Titāna siltuma stienī, kas pārkarsē zema -spiediena tvaiku (150 grādi, 4 bar), lai ievadītu sālsūdens tvertnē, galvenā caurule darbojas sausā tvaikā un paliek pasīva ar korozijas ātrumu zem 0,01 mm gadā. Tomēr kondensāta atgaitas līnijā, kur tvaiks kondensējas pēc siltuma pārneses, ir šķidrs ūdens ar izšķīdušiem hlorīdiem no sālījuma tvertnes atpakaļ-difūzijas vai pārneses dēļ. Kondensāta plēve ir plāna un koncentrēta, radot ļoti agresīvu hlorīda vidi. Plūstoša kondensāta un koncentrētu hlorīdu kombinācija izraisa rievu uzbrukumu-lokalizētu, lineāru erozijas-korozijas modeli-kondensāta atgriešanas līnijas apakšā. Rievu veidošanās ātrums var sasniegt 0,3–1,5 mm gadā, izraisot perforāciju 1–5 gadu laikā, kamēr galvenā caurule paliek nemainīga.
Rievošanas uzbrukuma mehānisms kondensāta atgriešanas līnijās
Galvenajā tvaika līnijā augstas -temperatūras tvaiks (150 grādi) ir sauss un satur mazāk nekā 0,1% šķidra ūdens. Hlorīda koncentrācija joprojām ir zema. Kondensāta atgaitas līnijā tvaiki kondensējas uz dzesētāja caurules sieniņām, veidojot plānu šķidruma plēvi. Hlorīdi no sālsūdens tvertnes atpakaļ-difūzijas (1000–10 000 ppm) koncentrējas šajā plēvē, iztvaikojot. Plūstošais kondensāts rada bīdes spriegumu caurules apakšā, mehāniski noņemot pasīvo plēvi. Augstas hlorīda koncentrācijas (10 000–50 000 ppm pie metāla virsmas) un plūsmas kombinācija noņem aizsargājošo oksīdu, izraisot lineāru rievu veidošanos gar caurules dibenu.
Kvantitatīvās rievu likmes kondensāta atgriešanas līnijās
Kontrolētā pārbaudē simulētajā kondensātā (dažādas hlorīda koncentrācijas), kas plūst ar ātrumu 1 m/s virs 2. pakāpes titāna, ir konstatēti šādi rievu veidošanās ātrumi. Ja kondensāta hlorīda koncentrācija ir 100 ppm, rievu veidošanās ātrums ir 0,05–0,10 mm gadā, un laiks līdz 1,5 mm sienas perforācijai ir 15–30 gadi. Pie 500 ppm rievu veidošanās ātrums ir 0,15–0,30 mm gadā, un laiks līdz perforācijai ir 5–10 gadi. Pie 1000 ppm rievu veidošanās ātrums ir 0,30–0,60 mm gadā, un laiks līdz perforācijai ir 2,5–5 gadi. Pie 5000 ppm rievu veidošanās ātrums ir 0,80–1,50 mm gadā, un laiks līdz perforācijai ir 1–2 gadi. Pie 10 000 ppm rievu veidošanās ātrums ir 1,50–3,00 mm gadā, un laiks līdz perforācijai ir 0,5–1 gads. Salīdzinājumam, sausā tvaika galvenajā caurulē tajā pašā hlorīda pārneses līmenī nav izmērāmu rievu.
Kondensāta plūsmas ātruma un caurules orientācijas ietekme uz rievu veidošanu
Rievošanas ātrums palielinās līdz ar plūsmas ātrumu. Pie 0,5 m/s un 1000 ppm hlorīda rievu veidošanās ātrums ir 0,15–0,30 mm gadā. Pie 1,0 m/s un 1000 ppm ātrums ir 0,30–0,60 mm gadā. Pie 2,0 m/s un 1000 ppm ātrums sasniedz 0,50–1,00 mm gadā. Svarīga ir arī caurules orientācija; visjutīgākās ir horizontālās caurules ar rievojumiem apakšā. Vertikālās caurulēs ar lejupvērstu plūsmu ir mazāk rievu, jo kondensāta plēve ir vienmērīgāk sadalīta. Caurulēm ar biežiem slazdiem, kas noņem kondensātu, ir mazāks rievu veidošanās ātrums, jo šķidruma plēve ir plānāka.
Rievojumu mazināšanas rokasgrāmata tvaika iesmidzināšanas sistēmām
Nākamajā tabulā sniegti ieteikumi, kā novērst rievu veidošanos titāna kondensāta atgriešanas līnijās tvaika iesmidzināšanas sistēmās ar sālsūdens tvertnēm.
| Kondensāta hlorīds (ppm) | Plūsmas ātrums (m/s) | Ieteicamā darbība | Paredzamais rievojuma ātrums (mm/gadā) | Caurules kalpošanas laiks (1,5 mm siena) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Nav | <0.15 | >10 gadi |
| 500–1,000 | <1 | Bieži iztukšojiet kondensātu | 0.15–0.30 | 5-10 gadi |
| 1,000–5,000 | <1 | Uzstādiet PTFE starpliku | 0.10–0.20 | 7-15 gadi |
| 1,000–5,000 | >1 | Samaziniet plūsmas ātrumu + PTFE starplika | 0.15–0.30 | 5-10 gadi |
| >5,000 | Jebkurš | Izmantojiet 12. pakāpi vai nomainiet cauruli katru gadu | 0.50–1.00 | 1,5-3 gadi |
Inženierzinātnes ārpus rievu samazināšanas
Titāna klase ietekmē rievu pretestību. 7. pakāpei (pallādija -stabilizēta) ir 2–3 reizes zemāka rievu veidošanās pakāpe nekā 2. pakāpei kondensātā ar augstu -hlorīda saturu. 12. klase piedāvā starpposma uzlabojumus. Sienas biezums nodrošina rievu pielaidi; 2,5 mm siena ar 0,5 mm rievojuma ātrumu gadā kalpo 5 gadus. Kondensāta līnijas zemākajā punktā jāuzstāda tvaika uztvērējs, lai nekavējoties noņemtu kondensātu. Pretvārsts novērš sālījuma atpakaļ{15}}difūziju kondensāta līnijā. Periodiska skalošana ar svaigu ūdeni (katru dienu) atšķaida hlorīdus kondensāta līnijā. Caurulei jābūt slīpai pret uztvērēju, lai novērstu kondensāta uzkrāšanos.
Apzinātas specifikācijas izveide
Titāna siltuma stienim, ko izmanto, lai pārkarsētu tvaiku, kas ievadīts sālsūdens tvertnē, izveidojiet kondensāta atgriešanas līniju ar 1 mm biezu PTFE starpliku, tvaika uztvērēju zemākajā punktā un pretvārstu, lai novērstu pret-difūziju. Esošajām sistēmām ar rievām uzstādiet ūdens smidzinātāju, kas kondensāta caurulē ievada saldūdeni ar ātrumu 1 L stundā, lai atšķaidītu hlorīdus. Kondensāta atgaitas līnijai norādiet 7. klases titānu. Darbības laikā katru gadu pārbaudiet kondensāta līnijas dibenu, izmantojot ultraskaņas biezuma kartēšanu; ja rievu dziļums pārsniedz 0,3 mm, nomainiet skarto daļu. Kontrolējot kondensāta hlorīda koncentrāciju un izmantojot PTFE starpliku, inženieris novērš rievu uzbrukumu, vienlaikus ļaujot galvenajai titāna caurulei darboties bez ietekmes.
