I tubi di riscaldamento in titanio fissati mediante staffe metalliche, anelli di serraggio e bulloni di fissaggio all'interno di recipienti di reazione agitati, strutture di tubazioni circolanti e supporti di apparecchiature esterne generano inevitabilmente un piccolo scorrimento relativo alternativo sotto vibrazioni di agitazione continua, pulsazione turbolenta del fluido, oscillazione del carico del vento e spostamento alternato di espansione termica. Il micro-scivolamento tra le superfici in titanio e gli accessori di bloccaggio danneggia la pellicola passiva continua di biossido di titanio nativo sulle interfacce di contatto, esponendo nuovi substrati di titanio attivo. Nel frattempo, l'umidità atmosferica, la nebbia salina e il vapore del fluido di processo penetrano negli stretti spazi di bloccaggio per formare sottili pellicole elettrolitiche conduttive, innescando la corrosione da sfregamento nelle aree di contatto. Con l'accumulo di micro-attrito ciclico a lungo termine, i pozzi di sfregamento si espandono gradualmente e si collegano in zone di corrosione a forma di striscia-; lo stress da trazione concentrato in queste posizioni difettose induce ulteriormente la rottura da tensocorrosione, che alla fine porta alla frattura del serraggio del tubo di riscaldamento, allo spostamento della tubazione e ad incidenti con perdite del mezzo. L'implementazione di una progettazione scientifica del layout di supporto antivibrante- insieme all'ispezione periodica standardizzata della coppia di serraggio dei bulloni può ridurre efficacemente l'ampiezza del micro-scorrimento interfacciale, isolare il contatto diretto di metalli diversi, mantenere l'integrità della pellicola passiva nei punti di serraggio ed eliminare i pericoli nascosti della corrosione da sfregamento delle apparecchiature di riscaldamento in titanio in condizioni di servizio di vibrazione a lungo-termine.
La spaziatura ottimizzata del supporto antivibrante- e la disposizione flessibile del rivestimento isolante costituiscono la misura tecnica principale per sopprimere l'inizio dello sfregamento. Una campata di supporto eccessivamente ampia farà sì che i tubi riscaldanti in titanio producano una grande deflessione di flessione sotto l'eccitazione delle vibrazioni, con conseguente evidente micro-scivolamento alternativo in ciascun punto di bloccaggio. L'intervallo di supporto deve essere calcolato in base al diametro esterno del tubo in titanio, allo spessore della parete, alla pressione operativa media e alla frequenza delle vibrazioni ambientali, accorciando ragionevolmente l'intervallo per ridurre l'ampiezza delle vibrazioni di flessione del tubo e lo spostamento relativo tra tubo e dispositivo. Tutti gli anelli di bloccaggio in metallo e le superfici di contatto del supporto devono essere rivestiti con guarnizioni isolanti flessibili in PTFE o gomma fluorurata resistenti alle alte temperature, che possono ammortizzare l'impatto delle vibrazioni, eliminare l'attrito tra metalli diversi, bloccare i circuiti elettrolitici conduttivi che inducono corrosione galvanica ed evitare la rimozione per abrasione meccanica diretta delle pellicole passive di titanio. Per le tubazioni di riscaldamento vicine a giranti di agitazione ad alta velocità o ad apparecchiature rotanti di grandi dimensioni, dovranno essere inoltre predisposti supporti antivibranti per assorbire l'energia di vibrazione e frenare il microscorrimento grave indotto dalla risonanza nelle posizioni di bloccaggio.
Le specifiche formulate per il controllo della classificazione della coppia dei bulloni e la regolare reispezione periodica della coppia prevengono l'allentamento del serraggio-indotto da danni da sfregamento aggravati. Una coppia di serraggio troppo bassa comporta un precarico di serraggio insufficiente; piccoli spazi tra i dispositivi e i tubi in titanio si espanderanno continuamente sotto le vibrazioni cicliche, con conseguente aumento dell'ampiezza del micro-scorrimento e corrosione da sfregamento accelerata. Un serraggio eccessivo- dei bulloni provoca facilmente la deformazione locale delle rientranze sulle superfici dei tubi in titanio, formando punti di concentrazione delle sollecitazioni sensibili alle fessurazioni dovute alla corrosione. Ciascuna specifica dei bulloni di serraggio deve formulare un intervallo di coppia sicuro basato sulla resistenza allo snervamento del materiale, sul limite di deformazione in compressione della guarnizione e sulle caratteristiche di scorrimento della temperatura operativa. Sono richiesti un controllo trimestrale a campione della coppia in loco-e una nuova ispezione annuale-del fissaggio del supporto completo; una volta rilevata l'attenuazione della coppia del bullone causata dallo scorrimento termico, dal rilassamento delle vibrazioni o dall'invecchiamento della guarnizione, il serraggio dovrà essere effettuato entro l'intervallo di coppia calibrato nel tempo. Per i dispositivi con allentamenti ripetuti della coppia, devono essere aggiunte rondelle smorzanti anti-allentamento per prevenire ricorrenti guasti di bloccaggio e il progressivo deterioramento della corrosione da sfregamento.
Il rinforzo anticorrosivo del contatto locale- abbinato all'ispezione non distruttiva dei difetti da sfregamento-costruisce un meccanismo di protezione-a circuito chiuso. Dopo un servizio di vibrazione a lungo termine-, smontare regolarmente i componenti di bloccaggio tipici parziali per ispezionare l'abrasione della superficie di contatto e le condizioni di vaiolatura. Per lievi danni da graffio del film passivo nelle posizioni di bloccaggio, è necessario effettuare una lucidatura fine locale e una ripassivazione chimica per ricostruire uno strato protettivo completo di ossido; se si sono formati solchi dovuti alla corrosione da sfregamento dei nastri, è necessario implementare la ricostruzione del supporto antivibrante e il trattamento del rivestimento anticorrosivo della superficie di contatto- per evitare la propagazione delle cricche sotto sollecitazione di trazione da vibrazioni sovrapposte. Negli ambienti costieri ad alta-salinità e alta-umidità, gli spazi vuoti dei gruppi di bloccaggio devono essere riempiti con grasso sigillante neutro anti-corrosione per bloccare l'infiltrazione di nebbia salina e acqua di condensa, prevenendo la formazione di film sottili di elettroliti all'interno di spazi stretti e rallentando efficacemente lo sviluppo di corrosione elettrochimica da sfregamento.
La seguente tabella mostra gli schemi di protezione classificati per il supporto antivibrante e l'ispezione della coppia per diversi scenari di servizio di riscaldamento al titanio vibrante:
表格
| Scenario del servizio di vibrazione | Specifiche consigliate per il layout del supporto e l'ispezione della coppia | Valore di prevenzione della corrosione da sfregamento del nucleo |
|---|---|---|
| Sistema di bloccaggio della bobina di riscaldamento interna in titanio del reattore agitato ad alta-velocità | Supporto ottimizzato per-anti-risonanza a breve durata + rivestimento a contatto completo in PTFE + controllo a campione trimestrale della coppia di serraggio dei bulloni | Riduce al minimo il micro-scivolamento della deflessione del tubo ed evita l'abrasione passiva del film da contatto-indotto da sfregamento |
| Struttura di supporto della conduttura per il riscaldamento a causa delle vibrazioni indotte dal vento costiero esterno- | Disposizione della staffa di smorzamento delle vibrazioni-assorbente + configurazione della rondella anti-allentamento + nuova ispezione annuale della coppia di fissaggio completa | Sopprime lo scorrimento alternativo del carico del vento e blocca l'infiltrazione di elettroliti in nebbia salina all'interno degli spazi di bloccaggio |
| Pompa di circolazione adiacente al gruppo tubo di riscaldamento a pulsazione del fluido | Design ragionevole della campata di supporto + fissaggio a coppia sicura graduata + ispezione regolare parziale dello smontaggio del dispositivo | Previene il rilassamento graduale della coppia indotto dalla pulsazione continua-e l'espansione progressiva della corrosione da sfregamento |
| Apparecchiature per il riscaldamento interno dell'officina a vibrazione intermittente a bassa-velocità | Disposizione del supporto standardizzata + verifica biennale della coppia + tenuta con grasso anticorrosione a contatto | Realizza un controllo economico del rischio di sfregamento ed evita guasti dovuti a micro{1}corrosione da attrito accumulata lentamente a lungo termine |
L'ottimizzazione del supporto antivibrante-e la gestione periodica della coppia di fissaggio eliminano i due prerequisiti essenziali della corrosione da sfregamento: micro-scorrimento alternativo interfacciale e ambiente elettrolitico di contatto conduttivo metallico dissimile. L'eccellente resistenza alla corrosione in massa del titanio non è in grado di difendere dai danni continui locali del film passivo causati dal micro-attrito ciclico e dalla successiva corrosione elettrochimica del gap. Il design scientifico per la riduzione delle vibrazioni strutturali, il controllo standardizzato del precarico del bloccaggio e la regolare manutenzione anti-corrosione dei contatti limitano efficacemente l'inizio e l'espansione dei difetti da sfregamento, prevengono incidenti dovuti a fratture fragili della posizione di bloccaggio e garantiscono un'installazione fissa sicura a lungo-termine e un servizio stabile degli impianti di riscaldamento in titanio in varie condizioni di lavoro industriale-intense di vibrazioni.
