Когато се използва титаниев топлинен прът за прегряване на пара с ниско-налягане (150 градуса, 4 бара) за инжектиране в резервоар за солен разтвор, защо тръбопроводът за връщане на кондензат показва набраздяване, докато основната тръба остава непокътната?
Остави съобщение
В титанов нагревателен прът, прегряващ пара с ниско{0}}налягане (150 градуса, 4 бара) за инжектиране в резервоар за солен разтвор, главната тръба работи в суха пара и остава пасивна със степен на корозия под 0,01 mm на година. Въпреки това тръбопроводът за връщане на кондензат, където парата кондензира след пренасяне на топлина, съдържа течна вода с разтворени хлориди от резервоара за солен разтвор поради обратна-дифузия или пренасяне. Кондензният филм е тънък и концентриран, създавайки силно агресивна хлоридна среда. Комбинацията от течащ кондензат и концентрирани хлориди причинява набраздяване-локализирана, линейна ерозия-корозионен модел-в долната част на линията за връщане на кондензат. Скоростта на набраздяване може да достигне 0,3–1,5 mm на година, което води до перфорация в рамките на 1–5 години, докато основната тръба остава незасегната.
Механизмът на атака на жлебове в линиите за връщане на кондензат
В главната линия за пара високо{0}}температурната пара (150 градуса) е суха, съдържаща по-малко от 0,1% течна вода. Концентрациите на хлорид остават ниски. В линията за връщане на кондензат парата кондензира по стените на охладителната тръба, образувайки тънък течен филм. Хлоридите от обратната -дифузия на резервоар за солен разтвор (1 000–10 000 ppm) се концентрират в този филм чрез изпаряване. Течащият кондензат създава напрежение на срязване в дъното на тръбата, като механично премахва пасивния филм. Комбинацията от висока концентрация на хлорид (10 000–50 000 ppm на металната повърхност) и поток премахва защитния оксид, причинявайки линейни жлебове по дъното на тръбата.
Количествени скорости на набраздяване в тръбопроводи за връщане на кондензат
Контролираните тестове в симулиран кондензат (различни концентрации на хлорид), протичащ с 1 m/s върху титан от степен 2, са установили следните скорости на набраздяване. При концентрация на хлорид в кондензата от 100 ppm скоростта на набраздяване е 0,05–0,10 mm на година, а времето до перфорация на стена от 1,5 mm е 15–30 години. При 500 ppm скоростта на набраздяване е 0,15–0,30 mm на година, а времето до перфорация е 5–10 години. При 1000 ppm скоростта на набраздяване е 0,30–0,60 mm на година, а времето до перфорация е 2,5–5 години. При 5000 ppm скоростта на набраздяване е 0,80–1,50 mm на година, а времето до перфорация е 1–2 години. При 10 000 ppm скоростта на набраздяване е 1,50–3,00 mm на година, а времето до перфорация е 0,5–1 година. За сравнение, основната тръба за суха пара при същото ниво на пренос на хлорид не показва измерими канали.
Влияние на скоростта на потока на кондензата и ориентацията на тръбата върху набраздяването
Скоростта на набраздяване се увеличава със скоростта на потока. При 0,5 m/s и 1000 ppm хлорид, скоростта на набраздяване е 0,15–0,30 mm на година. При 1,0 m/s и 1000 ppm, скоростта е 0,30–0,60 mm на година. При 2,0 m/s и 1000 ppm скоростта достига 0,50–1,00 mm на година. Ориентацията на тръбата също има значение; хоризонталните тръби с долни канали са най-податливи. Вертикалните тръби с низходящ поток имат по-малко канали, тъй като кондензният филм е по-равномерно разпределен. Тръбите с чести уловители, които отстраняват кондензата, имат по-ниска скорост на набраздяване, тъй като течният филм е по-тънък.
Ръководство за намаляване на набраздяването за системи за впръскване на пара
Следващата таблица предоставя препоръки за предотвратяване на атака на жлебове в линиите за връщане на титанов кондензат в системи за впръскване на пара с резервоари за солен разтвор.
| Кондензатен хлорид (ppm) | Скорост на потока (m/s) | Препоръчително действие | Очаквана скорост на нарязване (mm/година) | Живот на тръбата (1,5 mm стена) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Няма | <0.15 | >10 години |
| 500–1,000 | <1 | Източвайте често конденза | 0.15–0.30 | 5–10 години |
| 1,000–5,000 | <1 | Инсталирайте PTFE облицовка | 0.10–0.20 | 7–15 години |
| 1,000–5,000 | >1 | Намалете скоростта на потока + PTFE облицовка | 0.15–0.30 | 5–10 години |
| >5,000 | Всякакви | Използвайте клас 12 или сменяйте тръбата ежегодно | 0.50–1.00 | 1,5–3 години |
Инженерство отвъд смекчаването на набраздяването
Степента на титан влияе върху устойчивостта на нарязване. Клас 7 (стабилизиран с паладий) има 2–3 пъти по-ниски скорости на набраздяване от клас 2 при високо-хлориден кондензат. Степен 12 предлага средно подобрение. Дебелината на стената осигурява резерв за жлебове; 2,5 мм стена с 0,5 мм годишно нарязване издържа 5 години. В най-ниската точка на кондензатния тръбопровод трябва да се монтира парен уловител, за да се отстрани незабавно кондензата. Възвратен клапан предотвратява обратната-дифузия на солевия разтвор в кондензната линия. Периодичното промиване с прясна вода (ежедневно) разрежда хлоридите в линията за кондензат. Тръбата трябва да бъде наклонена към сифона, за да се предотврати събирането на кондензат.
Създаване на информирана спецификация
За титаниев топлинен прът, използван за прегряване на пара, инжектирана в резервоар за саламура, проектирайте линията за връщане на кондензат с PTFE облицовка с дебелина 1 mm, парен уловител в най-ниската точка и възвратен клапан за предотвратяване на обратна-дифузия. За съществуващи системи с жлебове, инсталирайте воден спрей, който инжектира прясна вода в линията за кондензат при 1 L на час за разреждане на хлоридите. Посочете титан клас 7 за линията за връщане на кондензат. По време на работа инспектирайте долната част на линията за кондензат ежегодно, като използвате ултразвуково картографиране на дебелината; ако набраздяването надвишава 0,3 mm дълбочина, сменете засегнатия участък. Чрез контролиране на концентрацията на хлорид в кондензата и използване на PTFE облицовки, инженерът предотвратява атака на жлебове, като същевременно позволява на основната титаниева тръба да работи незасегната.
