Η διάβρωση της σπηλαίωσης εμφανίζεται κυρίως σε συστήματα κυκλοφορίας υγρών με υψηλή ταχύτητα ροής, διακυμάνσεις πίεσης και ανάμιξη αερίου-υγρού δύο-φάσεων. Όταν η τοπική πίεση του υγρού πέσει κάτω από την πίεση των κορεσμένων ατμών, σχηματίζονται αμέσως πολλές μικροσκοπικές φυσαλίδες ατμού. Αυτές οι φυσαλίδες καταρρέουν βίαια τη στιγμή που η πίεση ανακτά, δημιουργώντας-μικροεκτοξευτήρες υψηλής ταχύτητας και έντονα κρουστικά κύματα που προσκρούουν συνεχώς στην επιφάνεια του σωλήνα. Το παθητικό φιλμ απογυμνώνεται και η μήτρα υφίσταται ζημιά από πλαστική κόπωση, σχηματίζοντας κοιλώματα με κηρήθρα στο τοίχωμα του σωλήνα. Με παρατεταμένη λειτουργία, τα κοιλώματα διασυνδέονται και διεισδύουν στον τοίχο, προκαλώντας μεσαία διαρροή. Οι ζημιές λόγω σπηλαίωσης χαρακτηρίζονται από συγκεντρωμένες τοπικές απώλειες υλικού και χωρίς εμφανείς εξωτερικές πηγές διάβρωσης.
1. Μηχανισμός Βλάβης Μικροσκοπικής Σπηλαίωσης
Όταν το ρέον μέσο διέρχεται από ξαφνική συστολή, κάμψεις ή περιοχές χαμηλής-πίεσης, η τοπική πίεση μειώνεται γρήγορα και το υγρό εξατμίζεται για να δημιουργήσει μεγάλο αριθμό φυσαλίδων σπηλαίωσης. Μόλις το υγρό εισέλθει σε μια ζώνη υψηλής-πίεσης, οι φυσαλίδες εκρήγνυνται μέσα σε μικροδευτερόλεπτα. Η έκρηξη απελευθερώνει ισχυρό υδραυλικό σοκ και εξαιρετικά-πίδακες υγρού που χτυπούν τη μεταλλική επιφάνεια. Η επαναλαμβανόμενη κρούση προκαλεί κυκλική θλιπτική και εφελκυστική τάση στο υπόστρωμα, οδηγώντας σε έναρξη ρωγμών κόπωσης κάτω από την επιφάνεια του υλικού. Το παθητικό φιλμ οξειδίου του χρωμίου σπάει και αποκολλάται συνεχώς. Διαβρωτικά ιόντα στο υγρό εισβάλλουν στις ρωγμές, συνδέοντας τη μηχανική κόπωση με την ηλεκτροχημική διάβρωση για να επιταχύνουν τη διαστολή του κοιλώματος. Τελικά, πυκνές κοιλότητες συνδέονται για να σχηματιστούν μέσα από-οπές τοίχου και να προκαλέσουν αστοχία του εξοπλισμού.
2. Τυπικές θέσεις ευάλωτες στη διάβρωση της σπηλαίωσης
Τμήματα εισόδου απευθείας συνδεδεμένα με εξόδους αντλίας με δραστική διακύμανση πίεσης.
Τμήματα γωνιακού, μειωτήρα και αιφνίδιας διαστολής όπου το πεδίο ροής αλλάζει απότομα.
Γραμμή στάθμης υγρού σωλήνων θέρμανσης με εναλλασσόμενη φάση εμβάπτισης υγρού και ατμού.
Περιοχές με κακή ομοιομορφία ροής και τοπικές νεκρές ζώνες δίνης.
Επιφάνεια σωλήνα κοντά σε βαλβίδες στραγγαλισμού όπου η πίεση πέφτει απότομα.
3. Κύριοι Επιταχυντικοί Παράγοντες Επαγωγής
Υπερβολική ανύψωση της αντλίας και ταχύτητα ροής που οδηγεί σε βίαιη διακύμανση της πίεσης.
Υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία υγρού που μειώνει την πίεση κορεσμένων ατμών και προάγει τη δημιουργία φυσαλίδων.
Μεγάλη ποσότητα διαλυμένου αέρα αναμεμειγμένη στο κυκλοφορούν υγρό.
Τραχιά επιφάνεια σωλήνα και ελαττώματα συγκόλλησης που χρησιμεύουν ως θέσεις πυρήνων φυσαλίδων.
Λανθασμένη διάταξη αγωγού με συχνές απότομες αλλαγές στη διάμετρο του σωλήνα και την κατεύθυνση ροής.
4. Πολυ-Πολυδιάστατα Ολόκληρα-Τεχνικά μέτρα πρόληψης συνδέσμων
① Βελτιστοποιήστε τη δομή του αγωγού για ομαλή μετάβαση ροής
Χρησιμοποιήστε αγκώνες σταδιακής μείωσης και μετάβασης τόξου αντί για απότομες κάμψεις ορθής-γωνίας για να εξαλείψετε την απότομη πτώση πίεσης.
② Προσαρμόστε τις παραμέτρους λειτουργίας για να καταστείλετε το σχηματισμό φυσαλίδων
Ελέγξτε εύλογα τη μέση θερμοκρασία και τη συχνότητα λειτουργίας της αντλίας για να αποφύγετε την πτώση της πίεσης κάτω από την πίεση εξάτμισης.
③ Εγκαταστήστε συσκευές εξάτμισης για να αφαιρέσετε το διαλυμένο αέριο
Τοποθετήστε αυτόματες βαλβίδες εξαγωγής στα υψηλά σημεία του συστήματος για να εκκενώσετε τον συσσωρευμένο αέρα και να μειώσετε τις πηγές πυρήνων φυσαλίδων.
④ Βελτιώστε το φινίρισμα της επιφάνειας των σωλήνων θέρμανσης
Εφαρμόστε ηλεκτροστίλβωση για να μειώσετε τα μικρο-κοίλώματα της επιφάνειας και να περιορίσετε την αρχική δημιουργία φυσαλίδων σπηλαίωσης.
⑤ Ενισχύστε την τοπική αντοχή στη φθορά της επιφάνειας
Πραγματοποιήστε επεξεργασία επένδυσης λέιζερ ή νιτρίδωσης σε περιοχές υψηλού{0}}επικίνδυνου σπηλαίωσης για να βελτιώσετε την απόδοση κόπωσης κατά των κρουσμάτων.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Pipeline & Operation Mode | Κίνδυνος διάβρωσης με σπηλαίωση | Συνιστώμενο σχέδιο βελτιστοποίησης |
|---|---|---|
| Απότομη μετάβαση αγωγού + υψηλή θερμοκρασία υψηλής ροής | Γρήγορη διάτρηση κηρήθρας | Αναδιάρθρωση του αγωγού και προσθήκη εγκαταστάσεων εξάτμισης |
| Ομαλή διάταξη ροής + περιοδική εξάτμιση + περιορισμός παραμέτρων | Αναστέλλει αποτελεσματικά τη βλάβη από τη σπηλαίωση | Τυπικό σύστημα συμβατικού συστήματος θέρμανσης κυκλοφορίας |
| Θεραπεία ενίσχυσης επιφανειών + διαχείριση εξαέρωσης | Ελάχιστη τάση διάβρωσης σπηλαίωσης | Προτιμώμενη επιλογή εξόδου αντλίας και γκαζιού κοντά στον εξοπλισμό |
Σύναψη
Η διάβρωση της σπηλαίωσης των 316 σωλήνων θέρμανσης προέρχεται από ζημιά από κραδασμούς που προκαλείται από περιοδική δημιουργία φυσαλίδων και κατάρρευση. Οι βασικές ιδέες πρόληψης είναι η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του καναλιού ροής για τη σταθεροποίηση της πίεσης, η αφαίρεση του διαλυμένου αερίου από το μέσο, ο περιορισμός της θερμοκρασίας λειτουργίας και της ταχύτητας ροής και η εξάλειψη των σημείων πυρήνωσης επιφανειακών ελαττωμάτων. Ο εκτενής μετασχηματισμός του σχεδιασμού των σωληνώσεων και η τυποποιημένη λειτουργία διεργασιών μπορούν να εξαλείψουν θεμελιωδώς-τους κινδύνους διαρροής των τοίχων που προκαλούνται από τη διάβρωση λόγω σπηλαίωσης.
