Il fallimento della penetrazione della corrosione interstiziale si riferisce agli stretti spazi esistenti tra le flange dei tubi di riscaldamento in titanio, le guarnizioni, le superfici di contatto dei bulloni, i cordoni di saldatura e i depositi di sedimenti della tubazione. Il mezzo corrosivo è intrappolato all'interno della fessura confinata e non può essere aggiornato e fatto circolare. L'ossigeno all'interno dello spazio vuoto viene rapidamente consumato dalle reazioni elettrochimiche, formando un microambiente occluso-carente di ossigeno. Gli ioni cloruro e i radicali acidi migrano continuamente nello spazio vuoto per bilanciare la carica, provocando un'acidificazione locale e un forte aumento della concentrazione di ioni corrosivi. La pellicola passiva di biossido di titanio all'interno dell'intercapedine viene completamente distrutta e la matrice metallica si dissolve preferenzialmente lungo la direzione della profondità della fessura fino a quando la parete del tubo non viene penetrata per formare perdite. Questa corrosione è altamente nascosta e si verifica principalmente negli spazi vuoti di assemblaggio e nelle zone morte depositate delle tubazioni di riscaldamento anticorrosione in titanio.
1. Meccanismo di arricchimento del gap occluso e di evoluzione della corrosione interstiziale
Il titanio si basa su una pellicola passiva compatta di TiO₂ per resistere alla corrosione nel flusso di un mezzo corrosivo diluito. Nelle fessure strette con scarso scambio di fluidi, la reazione di riduzione dell'ossigeno del catodo all'interno della fessura esaurisce rapidamente l'ossigeno disciolto. L'area all'interno dell'intercapedine perde le condizioni di passivazione e diventa l'anodo per la dissoluzione continua del metallo, mentre la superficie esterna esposta con sufficiente ossigeno funge da catodo per formare una cella macro galvanica. Per mantenere la neutralità elettrica nello spazio ristretto, gli ioni alogeni esterni migrano continuamente nella fessura, formando un liquido acido corrosivo altamente concentrato che impedisce permanentemente la riformazione della pellicola passiva. A differenza della corrosione per vaiolatura che inizia in singoli piccoli punti, la corrosione interstiziale si sviluppa lungo l'intera linea dello spazio, presentando danni da corrosione penetrante lineare.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da corrosione interstiziale
Lo stretto spazio tra la superficie di tenuta della flangia, le guarnizioni non-montate e la superficie terminale della flangiatura del tubo in titanio;
Saldature a sovrapposizione, saldature intermittenti e fessure di saldatura non ermetiche con fusione incompleta;
Spazi di contatto tra la tubazione in titanio e supporti fissi, morsetti e accessori a cerchio;
Strati di accumulo di sedimenti sul fondo orizzontale della tubazione che formano spazi chiusi tra lo sporco e la parete interna del tubo;
Gli spazi vuoti nelle connessioni filettate dello strumento staccano- tubi corti e vicoli ciechi con fori ciechi tappati.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione della rottura della corrosione interstiziale
Dimensioni non corrispondenti della guarnizione, graffi sulla superficie della flangia e deformazione che portano a spazi di tenuta non riempiti;
Il processo di saldatura adotta una struttura di giunzione sovrapposta invece della saldatura di testa, lasciando fessure residue intrinseche;
Nessun cuscino isolante tra il corpo del tubo e i supporti per eliminare gli spazi di contatto diretto;
La conduttura manca di spurgo e pulizia regolari, i sedimenti si accumulano per formare spazi corrosivi occlusi;
Il mezzo del sistema contiene ioni cloruro e fluoruro che accelerano notevolmente l'arricchimento ionico all'interno degli spazi vuoti.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Adottare guarnizioni integrali completamente montate e lucidare le superfici di tenuta della flangia prima del montaggio
Eliminare i piccoli spazi discontinui sulla superficie di accoppiamento di tenuta.
② Ottimizzare la progettazione della saldatura per preferire la saldatura di testa a penetrazione completa e sigillare tutte le fessure di saldatura residue
Evitare fessure strutturali introdotte dalla saldatura delle forme di connessione.
② Aggiungi guarnizioni isolanti non-conduttive tra la tubazione e i supporti metallici
Elimina contemporaneamente le distanze tra i contatti e le condizioni di accoppiamento galvanico.
④ Impostare gli scarichi-a punto basso e implementare uno spurgo periodico e una pulizia dei pigging
Evitare che la deposizione di sedimenti formi spazi di corrosione chiusi.
⑤ Smontare regolarmente i giunti flangiati chiave per l'ispezione e sostituire le guarnizioni deformate dall'invecchiamento
Elimina tempestivamente le fessure nascoste causate dall'invecchiamento della guarnizione e dalla deformazione da compressione.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di progettazione di assiemi e strutture | Rischio di corrosione interstiziale | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Guarnizioni non corrispondenti + saldatura a sovrapposizione + assenza di spurgo regolare | La perdita di penetrazione della fessura lineare si verifica durante il ciclo operativo a medio-termine | Modificare la struttura di saldatura, sostituire le guarnizioni standard e aggiungere punti di drenaggio fissi |
| Accoppiamento impeccabile delle guarnizioni + saldatura di testa a piena penetrazione + rimozione regolare dei sedimenti | Evitare efficacemente l'arricchimento di ioni occlusi e l'inizio della corrosione della fessura | Specifiche di progettazione standard per il collegamento e il layout della tubazione del processo di riscaldamento del titanio |
| Trattamento di passivazione superficiale senza soluzione di continuità + ispezione trimestrale di smontaggio + monitoraggio degli ioni alogeni medi | Pericolo nascosto estremamente basso di perdite di penetrazione-tipo gap e arresto non pianificato | Schema preferito per progetti operativi a lungo termine-della rete di tubi di riscaldamento in titanio ad alta-corrosione media |
Conclusione
La corrosione interstiziale del tubo riscaldante in titanio è innescata da una scarsa circolazione del mezzo
n in fessure confinate, impoverimento di ossigeno e arricchimento di ioni corrosivi che rompono la pellicola passiva del titanio, provocando una penetrazione lineare lungo gli spazi vuoti. Le principali strategie di prevenzione includono l'eliminazione degli spazi di assemblaggio e strutturali attraverso una progettazione standardizzata di sigillatura e saldatura, l'isolamento degli spazi di contatto con accessori di supporto, la rimozione regolare dei sedimenti della tubazione e il mantenimento dell'integrità dei componenti di tenuta. La gestione dell'intero-processo a circuito chiuso-della progettazione strutturale della tubazione, della costruzione dell'installazione sul campo e della manutenzione ordinaria può prevenire perdite medie e incidenti dovuti a guasti delle apparecchiature indotti dalla corrosione interstiziale dei tubi di riscaldamento in titanio.
