Το Stress Corrosion Cracking (SCC) των σωλήνων θέρμανσης τιτανίου αναφέρεται σε εύθραυστες διεισδυτικές ρωγμές που δημιουργούνται υπό τη συνδυασμένη δράση της υπολειμματικής τάσης εφελκυσμού, της τάσης εξωτερικής συναρμολόγησης και του συγκεκριμένου διαβρωτικού μέσου. Η ψυχρή κάμψη, η συγκόλληση και η εξαναγκασμένη συναρμολόγηση αφήνουν την τάση εφελκυσμού μέσα στο σώμα του σωλήνα. Όταν εκτίθεται σε μέσο που περιέχει φθόριο-, άνυδρη μεθανόλη, συμπυκνωμένο διάλυμα χλωριδίου ή σε περιβάλλον αλατιού υψηλής- θερμοκρασίας, το παθητικό φιλμ διοξειδίου του τιτανίου σπάει τοπικά υπό τάση εφελκυσμού. Το διαβρωτικό μέσο εισβάλλει στη μήτρα κατά μήκος των άκρων των ρωγμών, οδηγώντας σε ταχεία διάδοση ρωγμών χωρίς εμφανή ομοιόμορφη λέπτυνση του τοιχώματος, οδηγώντας τελικά σε ξαφνική ρήξη και διαρροή. Αυτή η αστοχία είναι πολύ κρυφή και ξαφνική, εγκυμονώντας μεγάλους κινδύνους για την ασφάλεια-του εξοπλισμού θέρμανσης τιτανίου που φέρει υπό πίεση.
1. Συζευγμένος Μηχανισμός Έναρξης Καταπόνησης και Διάβρωσης
Το τιτάνιο βασίζεται σε συμπαγές παθητικό φιλμ TiO2 για να αντιστέκεται στη διάβρωση. Η τάση εφελκυσμού προκαλεί πλαστική ολίσθηση στην επιφάνεια του υλικού και σχίζει το συνεχές προστατευτικό φιλμ οξειδίου σε μικρο-περιοχές. Τα ιόντα φθορίου και άλλα διαβρωτικά συστατικά διαβρώνουν το εκτεθειμένο υπόστρωμα τιτανίου για να σχηματίσουν μικροσκοπικά διαβρωτικά κοιλώματα. Το στρες συγκεντρώνεται στους πυθμένες των κοιλωμάτων και διαρκώς σπάει το πρόσφατα αναγεννημένο παθητικό φιλμ, διατηρώντας τις άκρες των ρωγμών σε ενεργή διαλυμένη κατάσταση. Οι ρωγμές επεκτείνονται κατά μήκος διακοκκωδών ή διακοκκωδών μονοπατιών υπό τη συνέργεια της μηχανικής τάσης και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Ακόμη και η καταπόνηση πολύ κάτω από την αντοχή διαρροής του υλικού μπορεί να προκαλέσει-ρωγμές τοιχώματος μετά από μακροχρόνια-κυκλική δράση, η οποία διαφέρει από τη μεμονωμένη ρωγμή μηχανικής κόπωσης χωρίς συμμετοχή διαβρωτικού μέσου.
2. Τυπικές θέσεις επιρρεπείς σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης
Ραφές συγκόλλησης και ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-με υπολειμματική τάση εφελκυσμού συρρίκνωσης συγκόλλησης.
Ψυχρά-καμπτόμενα τμήματα σωλήνων που διατηρούν μεγάλη εναπομένουσα εφελκυστική τάση σχηματισμού.
Περιοχές στερέωσης φλάντζας με υπερβολική-δύναμη σύσφιξης του μπουλονιού που προκαλεί εξωτερική τάση εφελκυσμού.
Ζώνες διακύμανσης στάθμης υγρού όπου το διάλυμα εξατμίζεται και τα άλατα φθορίου/χλωριούχου συμπυκνώνονται και καθιζάνουν.
Άκαμπτα στερεωμένα τμήματα σωλήνων ανίκανα για ελεύθερη θερμική διαστολή και συστολή υπό εναλλαγή θερμοκρασίας.
3. Βασικοί παράγοντες που επιταχύνουν τη βλάβη του SCC
Η υψηλή συγκέντρωση ιόντων φθορίου και η αυξημένη θερμοκρασία του μέσου ενισχύουν απότομα την επιθετικότητα στη διάβρωση.
Μη ανακουφισμένη υπολειμματική τάση από διεργασίες κάμψης, συγκόλλησης και μηχανικής κατεργασίας.
Υπερ-σφιχτοί συνδετήρες και άκαμπτοι περιορισμοί στήριξης που δημιουργούν πρόσθετο εφελκυστικό φορτίο.
Τοπική εξάτμιση που οδηγεί σε κρυστάλλωση αλάτων και εμπλουτισμό ιόντων στα εσωτερικά και εξωτερικά τοιχώματα του σωλήνα.
Επιφανειακές γρατσουνιές και εσοχές που χρησιμεύουν ως πηγές εκκίνησης ρωγμών για να καταστρέψουν την ακεραιότητα του παθητικού φιλμ.
4. Πλήρης-Σύνδεση τεχνικών μέτρων προληπτικού ελέγχου
① Πραγματοποιήστε ανάρτηση-διαμόρφωσης ανόπτησης ανακούφισης από το στρες
Εκτελέστε επεξεργασία ανακούφισης από την πίεση διατήρησης θερμότητας μετά από κάμψη και συγκόλληση για να εξαλείψετε την εσωτερική υπολειμματική τάση εφελκυσμού.
② Τυποποιήστε τις εργασίες εγκατάστασης και στερέωσης αγωγών
Χρησιμοποιήστε δυναμόκλειδα για να ελέγξετε τη ροπή σύσφιξης των μπουλονιών. υιοθετήστε ολισθαίνοντα στηρίγματα για να διατηρήσετε το επίδομα μετατόπισης θερμικής διαστολής.
③ Καθαρίστε το μέσο κυκλοφορίας και εφαρμόστε τακτικό καθαρισμό έκπλυσης
Εγκαταστήστε συσκευές φιλτραρίσματος για τη μείωση της περιεκτικότητας σε φθόριο και ιόντα χλωρίου και αφαιρέστε τακτικά τα κρυσταλλικά ιζήματα.
④ Βελτιστοποιήστε την επιλογή υλικού για σκληρές διαβρωτικές συνθήκες εργασίας
Υιοθετήστε παλλάδιο-που περιέχει κράμα τιτανίου με εξαιρετική απόδοση κατά-SCC για περιβάλλοντα υψηλής-φθοριούχου-θερμοκρασίας.
⑤ Γυαλίστε τα ελαττώματα της επιφάνειας και ενισχύστε την παθητικοποίηση με ανοδική οξείδωση
Τρίψτε γρέζια και γρατσουνιές. διεξάγει ανοδική οξείδωση για να πυκνώσει το παθητικό φιλμ και να βελτιώσει τη δομική σταθερότητα.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Λειτουργία επεξεργασίας και λειτουργίας | Επίπεδο κινδύνου SCC | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Ψυχρή διαμόρφωση χωρίς ανακούφιση από το στρες + μέσο υψηλής περιεκτικότητας σε φθόριο | Εξαιρετικά υψηλός κίνδυνος ξαφνικού εύθραυστου κατάγματος | Εφαρμόστε θερμική επεξεργασία ανακούφισης από το στρες ή αναβαθμίστε το υλικό κραμάτων |
| Θεραπεία ανακούφισης από το στρες + τυποποιημένη εγκατάσταση + μεσαίος καθαρισμός | Αναστέλλει αποτελεσματικά την έναρξη και τη διαστολή της ρωγμής λόγω διάβρωσης | Τυπικές προδιαγραφές συντήρησης παραγωγής και λειτουργίας |
| Παθητικοποίηση ανοδικής οξείδωσης + εύκαμπτη δομή στήριξης | Ελάχιστη τάση ρωγμών κάτω από δύσκολες συνθήκες εργασίας | Προτιμώμενο σχέδιο για συστήματα αγωγών θέρμανσης υψηλού-διαβρωτικού κινδύνου |
Σύναψη
Η διάβρωση λόγω καταπόνησης των σωλήνων θέρμανσης τιτανίου προκαλείται από κοινού από την τάση εφελκυσμού που σπάει το παθητικό φιλμ και την επιλεκτική ηλεκτροχημική διάλυση στα άκρα των ρωγμών. Οι βασικές στρατηγικές πρόληψης περιλαμβάνουν την εξάλειψη των εσωτερικών και εξωτερικών πηγών τάσεων εφελκυσμού, την παρεμπόδιση του τοπικού εμπλουτισμού διαβρωτικών ιόντων, την αφαίρεση των πηγών ρωγμών της επιφάνειας και τη βελτίωση της αντιδιαβρωτικής σταθερότητας του επιφανειακού προστατευτικού στρώματος. Ο αυστηρός έλεγχος της τεχνολογίας επεξεργασίας, η-κατασκευή στο εργοτάξιο και η καθημερινή συντήρηση μπορούν ουσιαστικά να αποτρέψουν τα ξαφνικά ατυχήματα διαρροής διείσδυσης που προκαλούνται από τη διάβρωση λόγω καταπόνησης των σωλήνων θέρμανσης τιτανίου.
