Η αστοχία διάβρωσης κατά της καταπόνησης (SCC) αναφέρεται σε σωλήνες θέρμανσης τιτανίου που φέρουν παρατεταμένη εφελκυστική τάση ενώ λειτουργούν σε ιόντα αλογόνου-που περιέχουν διαβρωτικά μέσα. Κάτω από τη συνεργιστική επίδραση της μηχανικής καταπόνησης και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης, μικροσκοπικές πηγές ρωγμών φυτρώνουν στην επιφάνεια του σωλήνα και οι ρωγμές επεκτείνονται κατά μήκος συγκεκριμένων κρυσταλλικών επιπέδων γρήγορα χωρίς εμφανή πλαστική παραμόρφωση. Μόλις οι ρωγμές διεισδύσουν στο τοίχωμα του σωλήνα, θα συμβεί ξαφνική διαρροή μέσου ή εύθραυστη ρήξη του αγωγού. Αυτός ο τρόπος αστοχίας έχει ισχυρή απόκρυψη και ξαφνική εμφάνιση, που εμφανίζεται κυρίως σε αγωγούς πίεσης τιτανίου που εξυπηρετούν σε διαβρωτικά περιβάλλοντα-που περιέχουν χλωριούχο, βρωμίδιο και μεθανόλη.
1. Μηχανισμός δημιουργίας και διάδοσης ρωγμών από διάβρωση καταπόνησης
Το τιτάνιο σχηματίζει ένα σταθερό φιλμ παθητικοποίησης TiO2 υπό κανονικές συνθήκες για να απομονώσει τη μήτρα από το διαβρωτικό περιβάλλον. Όταν υπάρχει τάση εφελκυσμού στην επιφάνεια του υλικού, εμφανίζονται μικρορωγμές στο στρώμα παθητικοποίησης. Τα ιόντα χλωρίου στο μέσο εισβάλλουν στις άκρες των ρωγμών μέσω του σπασμένου φιλμ, προκαλώντας τοπική ανοδική διάλυση του υποστρώματος τιτανίου. Η τάση εφελκυσμού ανοίγει συνεχώς το διάκενο της ρωγμής για να εκθέσει τη φρέσκια μεταλλική επιφάνεια, επιτρέποντας στο διαβρωτικό μέσο να συνεχίσει να διαβρώνει το άκρο της ρωγμής. Οι ρωγμές εκτείνονται προς τα μέσα κατά μήκος διακοκκωδών ή διακοκκωδών μονοπατιών με σταθερό ρυθμό. Διαφορετικά από τη διάβρωση με ρωγμές και τη γαλβανική διάβρωση που κυριαρχούνται από την απλή διάλυση υλικού, το SCC βασίζεται στη σύζευξη σταθερής τάσης εφελκυσμού και ειδικού διαβρωτικού μέσου και η ζημιά αναπτύσσεται με τη μορφή κατευθυντικής διάδοσης ρωγμών και όχι με ομοιόμορφη απώλεια υλικού.
2. Τυπικές θέσεις επιρρεπείς σε βλάβη SCC
Συγκολλήσεις και ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-με υψηλή υπολειμματική εφελκυστική τάση συγκόλλησης.
Ψυχρές-λυγισμένες γωνίες σωλήνα με μόνιμο σχηματισμό υπολειμματικής τάσης μέσα στη μήτρα.
Τμήματα σωλήνων στερεωμένα άκαμπτα με στηρίγματα, όπου η θερμική διαστολή περιορίζεται για να δημιουργήσει πρόσθετη εφελκυστική τάση.
Τμήματα σύνδεσης με σπείρωμα με τοπική συγκέντρωση τάσης στις ρίζες του νήματος.
Τμήματα αγωγού υπό εσωτερική πίεση που φέρουν μακροχρόνια τάση εφελκυσμού στεφάνης.
3. Βασικοί παράγοντες επαγωγής που επιταχύνουν την αποτυχία SCC
Το υλικό περιέχει συστατικά χλωριούχου, βρωμιούχου ή μεθανόλης που προκαλούν διάβρωση λόγω καταπόνησης τιτανίου.
Οι διαδικασίες συγκόλλησης, κάμψης και συναρμολόγησης αφήνουν μεγάλη υπολειμματική τάση εφελκυσμού χωρίς επεξεργασία ανακούφισης από την τάση.
Η υπερβολική εσωτερική πίεση εργασίας αυξάνει την περιφερειακή εφελκυστική τάση του τοιχώματος του σωλήνα πέρα από το ασφαλές όριο.
Οι τοπικές γρατσουνιές και τα ελαττώματα της επιφάνειας γίνονται προτιμησιακά σημεία έναρξης ρωγμών υπό πίεση.
Χωρίς ανόπτηση ανακούφισης καταπόνησης μετά τη διαμόρφωση του αγωγού, που οδηγεί σε επίμονη συσσώρευση εσωτερικής τάσης.
4. Πλήρη-Τεχνικά μέτρα πρόληψης και ελέγχου σύνδεσης
① Επιβεβαιώστε αυστηρά τη συμβατότητα του μέσου στο στάδιο του σχεδιασμού, αποφύγετε υλικό τιτανίου για μέσο με ισχυρή απόδοση επαγωγής SCC
Επιλέξτε εναλλακτικά υλικά κραμάτων για να εξαλείψετε ουσιαστικά την πηγή διάβρωσης.
② Εκτελέστε ενσωματωμένη θερμική επεξεργασία ανακούφισης καταπόνησης για συγκολλημένα και λυγισμένα εξαρτήματα σωλήνων τιτανίου
Αφαιρέστε τη διαμόρφωση και τη συγκόλληση της υπολειπόμενης εφελκυστικής τάσης μέσα στο υλικό.
③ Βελτιστοποιήστε τη διάταξη στήριξης σωληνώσεων, ρυθμίστε τους αρμούς διαστολής και τα συρόμενα στηρίγματα
Απελευθερώστε την τάση θερμικού περιορισμού και μειώστε το πρόσθετο φορτίο εφελκυσμού στο σώμα του σωλήνα.
④ Προστατέψτε την επιφάνεια του σωλήνα αυστηρά κατά την κατασκευή, γυαλίστε και εξαλείψτε τις γρατσουνιές και τις μηχανικές βλάβες
Κόψτε τις προτιμώμενες θέσεις έναρξης ρωγμών στην επιφάνεια.
⑤ Περιορίστε τη μακροπρόθεσμη-πίεση εργασίας σχεδιασμού για να μειώσετε το επίπεδο τάσης εφελκυσμού στεφάνης του τοιχώματος του σωλήνα
Μειώστε τη μηχανική κινητήρια δύναμη για την επέκταση της ρωγμής.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Λειτουργία σχεδίασης & επεξεργασίας | Κίνδυνος SCC | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Μέτρια αναντιστοιχία + χωρίς ανακούφιση από καταπόνηση + άκαμπτη σταθερή εγκατάσταση | Η διεισδυτική ρωγμή εμφανίζεται σε μεσοπρόθεσμη-συνεχή λειτουργία | Αντικαταστήστε με ταιριαστά εξαρτήματα σωλήνων από κράμα και εφαρμόστε μετασχηματισμό εξάλειψης της τάσης |
| Μέτρια επαλήθευση συμβατότητας + ανάρτηση-ανακούφισης από το άγχος + ευέλικτη διάταξη υποστήριξης | Καταστέλλει αποτελεσματικά την έναρξη της ρωγμής και την επέκταση της διάβρωσης λόγω τάσης | Τυπικές προδιαγραφές κατασκευής για αγωγούς θέρμανσης υπό πίεση τιτανίου |
| Διαδικασία διαμόρφωσης χαμηλού στρες + διαδικτυακή παρακολούθηση του στρες + περιοδικός εντοπισμός ελαττωμάτων δινορευμάτων | Εξαιρετικά χαμηλός κίνδυνος ασφαλείας από ξαφνική ρήξη | Προτιμώμενο σχέδιο για σύστημα σωληνώσεων τιτανίου εξοπλισμού βασικής διεργασίας θέρμανσης |
Σύναψη
Η διάβρωση με τάση σωλήνων θέρμανσης τιτανίου προκαλείται από κοινού από την επίμονη τάση εφελκυσμού και το ειδικό διαβρωτικό μέσο-που περιέχει αλογόνο, το οποίο σπάει το φιλμ παθητικοποίησης και προωθεί τη διάδοση της ρωγμής με κατευθυντική διείσδυση. Τα βασικά μέσα πρόληψης περιλαμβάνουν την αντιστοίχιση υλικού-ενδιάμεσου υλικού, την εξάλειψη της υπολειπόμενης τάσης μέσω θερμικής επεξεργασίας, τη βελτιστοποίηση της δομής του αγωγού για την απελευθέρωση της πίεσης περιορισμού, την εξάλειψη των πηγών επιφανειακών ελαττωμάτων και τον έλεγχο του φορτίου πίεσης εργασίας. Ολόκληρη η-διαδικασία κλειστής-διαχείρισης επιλογής υλικού, η επεξεργασία εξαρτημάτων, η διάταξη εγκατάστασης και η περιοδική επιθεώρηση μπορούν να αποτρέψουν ξαφνικά ατυχήματα ρήξης και διαρροής που προκαλούνται από ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης των σωλήνων θέρμανσης τιτανίου.
