Nei grandi serbatoi chimici circolanti, nei sistemi di trattamento delle acque reflue e nei dispositivi di riscaldamento delle tubazioni, la turbolenza dei fluidi, la pulsazione periodica della pompa e le vibrazioni del funzionamento meccanico agiranno continuamente sui tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 raggruppati. Quando due superfici di contatto metalliche subiscono un piccolo spostamento relativo alternativo sotto una pressione di serraggio costante, la pellicola passiva sull'area di contatto viene ripetutamente usurata e danneggiata, innescando la corrosione da sfregamento. Questa particolare corrosione localizzata si verifica spesso in corrispondenza dei supporti fissi, delle posizioni di contatto dei fasci tubieri e dei giunti di serraggio delle flange. L'attrito continuo stacca lo strato protettivo ricco di cromo-, esponendo il metallo fresco al mezzo corrosivo, e i detriti dovuti all'usura si accumulano in spazi stretti per formare aree di occlusione, accelerando la corrosione delle celle a concentrazione di ossigeno. Molti progettisti di apparecchiature considerano solo la resistenza statica del fissaggio e ignorano i rischi legati alle vibrazioni dinamiche in condizioni di funzionamento, con conseguente usura nascosta da sfregamento e corrosione nei punti di bloccaggio, che si sviluppa gradualmente nell'assottigliamento delle pareti del tubo, perforazione locale e frattura del supporto. Pertanto, l’ottimizzazione dello smorzamento delle vibrazioni e la protezione dell’interfaccia di contatto sono mezzi tecnici necessari per eliminare i guasti da corrosione da sfregamento dei tubi riscaldanti.
La corrosione da sfregamento è il risultato dell'accoppiamento dell'usura per attrito meccanico e della corrosione elettrochimica. In condizioni di vibrazione di lavoro, si verifica un micro scorrimento alternativo tra la parete esterna del tubo di riscaldamento e le staffe metalliche o i tubi di riscaldamento adiacenti. La pellicola dura di ossido passivo viene prima graffiata e frantumata per formare fini detriti di usura di ossido metallico. Queste particelle abrasive rimangono nello stretto spazio di contatto, aggravando ulteriormente i graffi abrasivi sulla superficie metallica. Il substrato fresco di acciaio inossidabile esposto per attrito subisce rapidamente una dissoluzione anodica in mezzi acquosi contenenti cloruro-. Il film passivo appena rigenerato viene ripetutamente distrutto da micro-scorrimento ciclico, formando un circolo vizioso di danneggiamento del film, corrosione dei metalli e accumulo di abrasivo. Le posizioni dei contatti sotto un elevato precarico di bloccaggio e vibrazioni continue a lungo-termine presentano il rischio più elevato di corrosione da sfregamento, che di solito mostra un assottigliamento uniforme a forma di scanalatura poco profonda-ricoperto di depositi di corrosione bruno-rossastri-e ossidi abrasivi.
Questo studio riassume quattro schemi tecnici mirati per eliminare la corrosione da sfregamento dei tubi riscaldanti dovuta a fonti di vibrazioni, interfaccia di contatto e ottimizzazione strutturale.
Innanzitutto, implementare il controllo della sorgente di vibrazione per ridurre l'ampiezza di eccitazione delle apparecchiature meccaniche e fluide. Selezionare pompe di circolazione centrifughe a-basse pulsazioni e installare giunti antivibranti della tubazione all'ingresso e all'uscita della pompa per indebolire la fluttuazione periodica della pressione trasmessa al serbatoio di riscaldamento. Ottimizza il layout del campo di flusso interno aggiungendo deflettori di equalizzazione del flusso per eliminare il vortice turbolento locale ad alta intensità, evitando la risonanza strutturale indotta dal fluido del fascio tubiero di riscaldamento. Ispezionare regolarmente l'usura della girante della pompa, i bulloni di ancoraggio della base allentati e gli ammortizzatori obsoleti per prevenire vibrazioni amplificate anomale causate da guasti all'apparecchiatura.
In secondo luogo, adottare guarnizioni di smorzamento elastiche isolanti per modificare le caratteristiche dell'interfaccia di contatto. I manicotti ammortizzanti a forma di arco-in PTFE o gomma siliconica resistenti alle alte temperature sono installati tra il tubo di riscaldamento e i supporti metallici per evitare il contatto diretto tra metallo-e-metallo. Il materiale elastico assorbe il micro spostamento di scorrimento generato dalle vibrazioni, elimina i graffi da attrito sulla pellicola passiva in acciaio inossidabile e isola il rischio di corrosione galvanica tra metalli diversi. La guarnizione deve avere un'elevata resistenza all'usura e prestazioni anti-invecchiamento; inoltre, in ambienti corrosivi ostili, è necessaria una sostituzione regolare ogni 12-18 mesi per evitare che il guasto della guarnizione provochi danni secondari da sfregamento.
In terzo luogo, ottimizzare la disposizione del fascio tubiero e la modalità di fissaggio per limitare il micro spostamento relativo. Adottare un fissaggio della sospensione con limite di punto singolo- invece di un bloccaggio rigido multi-punto, allentare opportunamente il precarico di fissaggio dei bulloni di bloccaggio per evitare un'eccessiva pressione di contatto. Per i fasci tubieri di riscaldamento densamente disposti, impostare la spaziatura che limita i manicotti di separazione in plastica tra i tubi adiacenti per evitare collisioni e attriti reciproci durante il lavaggio del fluido. Evitare un'installazione a sbalzo troppo lunga; aumentare i supporti ausiliari intermedi per ridurre l'ampiezza delle vibrazioni di flessione delle sezioni di tubo sospese.
In quarto luogo, rafforzare il trattamento superficiale-resistente all'usura per le aree di contatto-ad alto rischio. La lucidatura a specchio locale o il trattamento di passivazione ad alta-durezza viene eseguito sulla superficie del tubo riscaldante nelle posizioni di bloccaggio per migliorare la resistenza all'usura della pellicola passiva. Per le apparecchiature con condizioni di vibrazione estremamente severe, è possibile implementare un rivestimento laser di lega anticorrosiva resistente all'usura-a base di nichel--sulle aree di contatto per formare uno strato protettivo ad alta-resistenza, sostanzialmente resistente ai danni da attrito e all'erosione degli ioni cloruro.
I dati di monitoraggio sul campo a lungo termine- mostrano che i tubi di riscaldamento dotati di guarnizioni elastiche di smorzamento e di ottimizzazione della fonte di vibrazione non presentano evidenti segni di usura da sfregamento o assottigliamento per corrosione dopo più di 24 mesi di funzionamento continuo. Al contrario, i fasci di tubi riscaldanti fissati rigidamente con contatto metallico diretto subiscono una grave corrosione da sfregamento a forma di scanalatura- nelle posizioni di supporto entro 6-10 mesi. In conclusione, la soppressione delle vibrazioni dei fluidi delle apparecchiature, l'applicazione di accessori di contatto isolanti elastici, l'ottimizzazione della struttura fissa antiscivolo e l'implementazione del rafforzamento della superficie locale possono bloccare efficacemente l'intero processo di formazione della corrosione da sfregamento. Queste specifiche di protezione dalle vibrazioni eliminano i rischi nascosti di usura-corrosione sui giunti fissi dei tubi di riscaldamento, garantiscono l'integrità strutturale dei fasci tubieri in ambienti con vibrazioni circolanti a lungo termine-e garantiscono un funzionamento stabile e con bassa{11}}manutenzione dei sistemi di riscaldamento industriale.
