Η επιφανειακή πυκνότητα ισχύος είναι ένας βασικός δείκτης σχεδιασμού των ηλεκτρικών σωλήνων θέρμανσης, που αντιπροσωπεύει το θερμικό φορτίο που φέρεται ανά μονάδα επιφάνειας εξωτερικού τοίχου. Πολλοί κατασκευαστές εξοπλισμού επιδιώκουν τη συμπαγή δομή και το χαμηλό κόστος προμήθειας, σχεδιάζοντας 316 σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα με υπερβολικά υψηλή επιφανειακή πυκνότητα ισχύος χωρίς αντίστοιχη μέση αντοχή στη διάβρωση. Το υψηλό θερμικό φορτίο ανυψώνει απότομα την πραγματική θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα πολύ πάνω από τη θερμοκρασία του υγρού όγκου, σπάζοντας τη δυναμική ισορροπία του πλούσιου παθητικού φιλμ σε χρώμιο-και επιδεινώνοντας σημαντικά τη διάβρωση με διάβρωση, ρωγμές και υπό{4}}απόθεση. Η παράβλεψη του αντίστοιχου ορίου πυκνότητας ισχύος οδηγεί σε ταχεία λέπτυνση του τοιχώματος και πρόωρη διάτρηση των αντιδιαβρωτικών σωλήνων θέρμανσης σε χημικά συστήματα και συστήματα επεξεργασίας νερού.
Η υπερβολική πυκνότητα ισχύος δημιουργεί μια υπερθερμασμένη θερμή ζώνη στην επιφάνεια του σωλήνα. Σύμφωνα με τις τυπικές παραμέτρους σχεδιασμού, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του τοιχώματος του σωλήνα και του μέσου διεργασίας ελέγχεται μεταξύ 10–20 μοιρών. Μόλις η πυκνότητα ισχύος υπερβεί το ασφαλές όριο, η θερμοκρασία του τοίχου αυξάνεται κατά 30 βαθμούς ή περισσότερο. Η υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει την απόδοση διάχυσης των ιόντων χλωρίου, των ριζών οξέος και άλλων διαβρωτικών ουσιών, επιτρέποντάς τους να διεισδύσουν σε μικροσκοπικά ελαττώματα του παθητικού φιλμ σε μικρότερο κύκλο. Εν τω μεταξύ, η υψηλή θερμότητα μειώνει τη δραστηριότητα οξείδωσης της μήτρας από ανοξείδωτο χάλυβα, επιβραδύνοντας την ταχύτητα αυτο-επιδιόρθωσης του κατεστραμμένου παθητικού φιλμ. Το προστατευτικό στρώμα συνεχίζει να χάνει την ακεραιότητα, σχηματίζοντας συνεχή σημεία έναρξης διάβρωσης στην υπερθερμασμένη περιοχή.
Η υψηλή θερμοκρασία τοίχου εντείνει την τοπική ρύπανση και τον κίνδυνο διάβρωσης-απόθεσης. Η διαλυτότητα των ανόργανων αλάτων όπως το χλωριούχο ασβέστιο και το θειικό μαγνήσιο μειώνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Οι υπερφορτωμένοι τοίχοι θέρμανσης προκαλούν ταχεία θερμική καθίζηση ορυκτών ακαθαρσιών, σχηματίζοντας συμπαγή κλίμακα που καλύπτει στενά τη μεταλλική επιφάνεια. Ένα κλειστό χάσμα μεταξύ της κλίμακας και του τοιχώματος του σωλήνα παγιδεύει διαβρωτικά ιόντα, δημιουργώντας ένα μικροπεριβάλλον δεκάδες φορές πιο διαβρωτικό από το κύριο μέσο. Η θερμή ζώνη υπό κλίμακα επιταχύνει περαιτέρω τη διάλυση του μετάλλου, δημιουργώντας βαθιά κρυμμένα κοιλώματα που δεν μπορούν να αφαιρεθούν με συμβατικό καθαρισμό με κυκλοφορία. Οι περιοχές συγκόλλησης με φυσικά πιο αδύναμο παθητικό φιλμ γίνονται τα πιο έντονα διαβρωμένα θερμά σημεία υπό υψηλή πυκνότητα ισχύος.
Η κυκλοφορία θερμικής καταπόνησης που προκαλείται από την εξαιρετικά-υψηλή πυκνότητα ισχύος διευρύνει τις παθητικές ρωγμές του φιλμ. Μακροπρόθεσμα-εναλλασσόμενο υψηλό θερμικό φορτίο και διακοπτόμενες διακυμάνσεις θερμοκρασίας προκαλούν περιοδική τάση διαστολής και συστολής στην επιφάνεια του σωλήνα. Το εύθραυστο παθητικό φιλμ οξειδίου του χρωμίου δεν μπορεί να αντέξει την επαναλαμβανόμενη θερμική παραμόρφωση, δημιουργώντας αόρατες μικρο-ρωγμές ως κανάλια διείσδυσης ιόντων. Ακόμη και αν διευθετηθεί κανονική αναγέννηση παθητικοποίησης, το νεοσχηματισμένο φιλμ θα σπάσει ξανά υπό συνεχή υψηλή θερμική καταπόνηση, χάνοντας-μακροπρόθεσμη αντιδιαβρωτική-προστασία. Σε ομάδες πολλαπλών{9}}παράλληλων σωλήνων θέρμανσης, μεμονωμένοι σωλήνες με υψηλότερη πυκνότητα ισχύος γερνούν πολύ πιο γρήγορα από άλλους, σχηματίζοντας προφανή διαστρωμάτωση θερμοκρασίας μέσα στις δεξαμενές αντίδρασης.
Τα διαφορετικά διαβρωτικά μέσα αντιστοιχούν σε διακριτά όρια πυκνότητας ισχύος στην ασφαλή επιφάνεια. Για καθαρό ουδέτερο νερό με περιεκτικότητα σε χλωριούχα κάτω από 20 ppm, η συνιστώμενη μέγιστη πυκνότητα ισχύος των 316 σωλήνων θέρμανσης είναι 1,8 W/cm². Για άλμη και υγρό ζύμωσης ασθενούς οργανικού οξέος, το όριο πέφτει στα 1,2 W/cm² για έλεγχο της αύξησης της θερμοκρασίας του τοίχου. Τα περιβάλλοντα καθαρισμού με ισχυρό οξύ και εναλλασσόμενο οξύ-βάσης απαιτούν πυκνότητα ισχύος κάτω από 0,8 W/cm² για να αποφευχθεί η παθητική κατάρρευση του φιλμ. Οποιοσδήποτε σχεδιασμός υπερβαίνει αυτά τα όρια θα συντομεύσει σημαντικά τον κύκλο λειτουργίας των 316 σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα.
Οι επιχειρήσεις θα πρέπει να ελέγχουν ξανά τις παραμέτρους πυκνότητας ισχύος σωλήνων θέρμανσης κατά την ανακαίνιση και την παραγγελία του εξοπλισμού. Για υπάρχοντες υπερφορτωμένους σωλήνες, μειώστε την ισχύ λειτουργίας μέσω του ελέγχου μετατροπής συχνότητας σε χαμηλότερο θερμικό φορτίο επιφάνειας. Οι σωλήνες θέρμανσης τοίχου 316 που ταιριάζουν χαμηλής-ισχύς-πυκνότητας-για διαβρωτικές συνθήκες εργασίας μπορεί να σταθεροποιήσει την ακεραιότητα του παθητικού φιλμ, να μειώσει τη συχνότητα αστοχίας διάβρωσης και να μειώσει το συνολικό κόστος συντήρησης.
表格
| Κίνδυνος υπερβολικής πυκνότητας ισχύος | Ειδικός Μηχανισμός Βλάβης από Διάβρωση | Τυπικό διάλυμα ελέγχου |
|---|---|---|
| Εξαιρετικά-υψηλή θερμοκρασία τοιχώματος σωλήνα | Επιταχύνετε τη διάχυση ιόντων, αναστέλλετε την παθητική αυτοεπισκευή του φιλμ- | Περιορίστε την πυκνότητα ισχύος της επιφάνειας σύμφωνα με τη μέση διαβρωτικότητα |
| Ταχεία καθίζηση ρύπανσης ορυκτών | Υψηλής-συγκέντρωσης διαβρωτικό μικρο-υγρό κάτω από άλατα προκαλεί βαθιές κοιλότητες | Μειώστε το θερμικό φορτίο για να επιβραδύνετε τη θερμική καθίζηση ανόργανων αλάτων |
| Κυκλική θερμική διαστολή και συστολή | Οι μικρο-ρωγμές στο παθητικό φιλμ παρέχουν κανάλια διείσδυσης για διαβρωτικά ιόντα | Υιοθετήστε το σχέδιο χαμηλής πυκνότητας ισχύος για να περιορίσετε τη διαφορά θερμοκρασίας |
| Ανομοιόμορφη γήρανση ομάδων παράλληλων σωλήνων | Οι υπερφορτωμένοι σωλήνες διαβρώνονται κατά προτίμηση, προκαλώντας διαστρωμάτωση της θερμοκρασίας της δεξαμενής | Ομοιόμορφη κατανομή ισχύος και ενοποιημένη προδιαγραφή πυκνότητας ισχύος |
Σύντομη Περίληψη
Η υπερβολική επιφανειακή πυκνότητα ισχύος αυξάνει τη θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα, επιταχύνει τη συσσώρευση ρύπων και δημιουργεί ρωγμές θερμικής καταπόνησης στο παθητικό φιλμ, οι οποίες επιταχύνουν από κοινού την τοπική διάβρωση των 316 σωλήνων θέρμανσης. Η επιλογή ταιριασμένων προδιαγραφών χαμηλής πυκνότητας ισχύος με βάση τη μεσαία σύνθεση μπορεί να διατηρήσει σταθερή-αντιδιαβρωτική απόδοση και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού θέρμανσης.
