Erosione-corrosione da corrosione si riferisce al fatto che la parete interna dei tubi di riscaldamento in titanio viene continuamente colpita e strofinata da fluidi ad alta velocità-che trasportano particelle solide, bolle o flusso turbolento. L'abrasione meccanica stacca costantemente la pellicola passiva TiO₂ superficiale del titanio. Il substrato metallico fresco è direttamente esposto al mezzo corrosivo e subisce una rapida dissoluzione elettrochimica. Sotto l'effetto combinato della rimozione meccanica e della corrosione chimica, la parete del tubo viene assottigliata in modo uniforme o localmente e alla fine penetra causando una perdita del fluido. Questo danno è diffuso nelle condotte di circolazione con velocità di flusso elevata, impurità particellari e frequente cavitazione.
1. Meccanismo di danno dovuto all'accoppiamento dell'erosione-alla corrosione
Il titanio si basa su una sottile pellicola di ossido denso per resistere alla corrosione in condizioni medie statiche. Quando il fluido scorre rapidamente con particelle solide o genera bolle di cavitazione, collisioni ripetute e forze di taglio graffiano e distruggono istantaneamente lo strato protettivo di passivazione. La matrice di titanio appena esposta non può ricostruire la pellicola passiva nel tempo sotto lavaggio continuo, quindi partecipa direttamente alla reazione di dissoluzione dell'anodo con componenti corrosivi nel mezzo. Il fluido rimuove immediatamente i prodotti della corrosione senza deposito e riparazione di passivazione, formando un processo ciclico di danno al film → corrosione del metallo → rimozione del prodotto. Diversamente dalla corrosione per vaiolatura singola o dall'usura abrasiva pura, questo guasto è l'effetto sinergico dell'erosione meccanica e della corrosione elettrochimica, con un tasso di perdita di materiale molto più rapido rispetto a entrambe le modalità di danno singolo.
2. Posizioni tipiche soggette a erosione-danno da corrosione
Gomiti di tubazioni in cui la direzione del flusso cambia e la concentrazione di particelle impattate è la più grave;
Sezioni di tubi riduttori con accelerazione improvvisa del flusso e lavaggio a turbolenza intensificato;
Tubazioni diritte di uscita della pompa con la massima velocità di flusso medio ed energia cinetica;
Intersezioni di rami a T con correnti parassite disordinate e forte forza di taglio locale;
Sezioni di tubi a bassa-pressione soggette a cavitazione, dove il collasso delle bolle produce un impatto a microgetto.
3. Fattori fondamentali che inducono l’accelerazione del fallimento
Portata progettata eccessivamente che supera di gran lunga il limite anti-erosione del materiale in titanio;
Il mezzo contiene sabbia, polvere di catalizzatore e altre impurità particellari dure senza intercettazione della filtrazione;
L'ingresso della pipeline è privo di strutture di degasaggio, il che porta a una grande quantità di gas disciolto che forma bolle di cavitazione;
Le transizioni strutturali-ad angolo retto in corrispondenza dei raccordi dei tubi aggravano il flusso turbolento e l'impatto locale;
Funzionamento continuo a lungo-termine senza manutenzione di spegnimento, il diradamento cumulativo non può essere rilevato in tempo.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Ottimizza i parametri di processo per ridurre la velocità del flusso di progettazione della tubazione entro un intervallo di sicurezza anti-erosione
Ridurre sostanzialmente l'intensità della pulizia meccanica dei fluidi.
② Installa filtri di precisione multi-fase e trappole per i rifiuti nella parte anteriore del sistema
Impedisce alle particelle solide di entrare nel circuito della tubazione in titanio.
③ Aggiungere valvole di scarico e dispositivi di degasaggio nei punti più alti della tubazione per eliminare le fonti di cavitazione
Evita i danni da impatto del micro getto causati dall'implosione delle bolle.
④ Adottare la transizione dell'arco per gomiti e T per ridurre la turbolenza e il carico di impatto locale
Ottimizzare la distribuzione del campo di flusso per indebolire l'erosione concentrata.
⑤ Organizzare il rilevamento periodico dello spessore della parete per i raccordi dei tubi molto graffiati
Monitorare la tendenza all'assottigliamento e sostituire i componenti prima della penetrazione.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di progettazione e funzionamento | Erosione-Rischio di corrosione | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Velocità di flusso ultra-elevata + mezzo carico di particelle-+ nessun degasaggio tramite filtrazione | La perforazione di assottigliamento locale si verifica durante l'operazione a breve-termine | Trasforma i parametri di flusso e aggiungi apparecchiature di intercettazione delle impurità front-end |
| Impostazione della portata ragionevole + filtrazione e degasaggio medio + struttura aerodinamica del raccordo | Inibisce efficacemente il danneggiamento del film passivo e l'assottigliamento della corrosione accoppiata | Specifiche di progettazione standard per condotte di trasporto del riscaldamento circolante in titanio |
| Trattamento di rivestimento superficiale resistente all'usura-+ monitoraggio dello spessore online in tempo reale-+ manutenzione regolare della rotazione dei raccordi dei tubi | Pericolo nascosto di perdite di penetrazione dell'erosione estremamente basse | Schema preferito per progetti di condutture di riscaldamento di titanio medio contenenti liquami e particelle- |
Conclusione
L'erosione-la perforazione della corrosione dei tubi riscaldanti in titanio è causata congiuntamente dalla rimozione meccanica del fluido ad alta velocità-del film di passivazione e dalla successiva corrosione elettrochimica del metallo nudo. Le principali misure di prevenzione includono la limitazione della velocità del flusso, la rimozione delle impurità particellari e del gas disciolto nel mezzo, l’ottimizzazione della struttura della tubazione per ridurre l’impatto turbolento e il monitoraggio regolare della perdita di spessore delle pareti. La gestione dell'intero-processo di progettazione dei parametri del sistema, del pretrattamento del mezzo e dell'ispezione delle apparecchiature può prevenire interruzioni della produzione e incidenti legati alla sicurezza delle perdite derivanti dall'erosione-corrosione dell'assottigliamento delle tubazioni di riscaldamento in titanio.
