Vị trí mối hàn là các liên kết cấu trúc và chống ăn mòn yếu nhất{0}}của các ống gia nhiệt bằng titan nguyên chất. Dữ liệu thống kê về sự cố của thiết bị lên men cho thấy hơn 70% các vụ tai nạn rò rỉ và gãy ống titan xảy ra tại các mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt-của chúng. Lỗi ăn mòn mối hàn xảy ra thường xuyên hơn nhiều so với ăn mòn đồng đều ở thân ống, chủ yếu là do sự thay đổi cấu trúc kim loại, sự hình thành màng thụ động không đồng đều và ứng suất hàn dư. Bài viết này phân tích các nguyên nhân gốc rễ của lỗ hổng trong mối hàn và cung cấp-các biện pháp kiểm soát và phòng ngừa toàn diện trong quy trình từ hàn, đánh bóng, thụ động hóa cho đến vận hành hàng ngày.
Lý do cơ bản gây ra lỗ hổng ăn mòn mối hàn là sự khác biệt về cấu trúc kim loại. Trong quá trình hàn hồ quang argon ở nhiệt độ cao-, kim loại titan gần mối hàn trải qua quá trình gia nhiệt và làm nguội nhanh chóng, dẫn đến cấu trúc hạt thô và ranh giới hạt không đều nhau. So với hạt mịn đồng nhất của thân ống, khu vực hàn có hoạt tính kim loại cao hơn và khả năng chống ăn mòn thấp hơn. Dưới tác động luân phiên của sự tuần hoàn axit hữu cơ, ion clorua và bazơ axit CIP, mối hàn ưu tiên tạo ra các vết rỗ vi mô và ăn mòn giữa các hạt, trở thành vùng hư hỏng đầu tiên của toàn bộ ống gia nhiệt.
Ứng suất hàn dư là một nguyên nhân quan trọng khác dẫn đến hư hỏng gia tăng. Sự co rút do làm mát mối hàn tạo ra ứng suất kéo, liên tục tác động lên màng thụ động cục bộ. Màng oxit titan giòn không thể chịu được chu trình ứng suất-lâu dài, dẫn đến các vết nứt nhỏ dày đặc trên bề mặt mối hàn. Môi trường ăn mòn xuyên qua các khuyết tật vết nứt để ăn mòn ma trận, tạo thành hư hỏng khớp nối ăn mòn ứng suất. Trong chu kỳ nhiệt sản xuất dài hạn, các vết nứt nhỏ mở rộng dần dần và cuối cùng xuyên qua thành ống.
Việc xử lý sau mối hàn-không hợp lý sẽ càng làm trầm trọng thêm các khuyết tật của mối hàn. Nhiều ống thành phẩm vẫn giữ được màu oxit hàn, gia cố mối hàn và đường cắt sắc nét mà không cần đánh bóng. Bề mặt không bằng phẳng gây ra cặn cặn và bong bóng ứ đọng trong quá trình vận hành, hình thành-các vùng chết ăn mòn do cặn lắng. Ngoài ra, sự thụ động cục bộ không hoàn toàn của các mối hàn dẫn đến điện thế không nhất quán giữa mối hàn và thân ống, dẫn đến ăn mòn điện bên trong cùng một ống và đẩy nhanh quá trình làm mỏng mối hàn.
Các thông số vận hành không đúng làm tăng nguy cơ lão hóa mối hàn. Công suất quá nóng-cao trong quá trình khởi động, nhiệt độ làm sạch quá cao và thời gian ngâm axit- lâu sẽ ưu tiên làm hỏng màng thụ động mỏng của mối hàn. Sự tích tụ bong bóng ở hồ quang mối hàn phía trên và ma sát đùn hỗ trợ cũng gây ra hiện tượng mài mòn cục bộ và mất màng liên tục, khiến khu vực mối hàn luôn ở trạng thái-có nguy cơ ăn mòn cao.
Để loại bỏ rủi ro về điểm yếu của mối hàn, bạn phải triển khai biện pháp kiểm soát-quy trình đầy đủ được tiêu chuẩn hóa. Trong giai đoạn hàn, hãy sử dụng nghiêm ngặt lớp bảo vệ hai mặt argon-có độ tinh khiết cao- để tránh quá trình oxy hóa mối hàn và ô nhiễm nitơ, đảm bảo hình thành mối hàn trắng bạc-không có lớp oxy hóa màu xanh và đen. Sau khi hàn, tất cả các mối hàn phải được đánh bóng để chuyển tiếp hồ quang mịn nhằm loại bỏ các vết cắt, cốt thép và các góc nhọn, khôi phục lại độ phẳng bề mặt đồng nhất phù hợp với thân ống.
Cần tăng cường xử lý thụ động có mục tiêu cho các khu vực hàn. Sau khi thụ động hóa tổng thể, thực hiện thụ động hóa thứ cấp cục bộ trên các mối hàn để sửa chữa các khuyết tật tiềm ẩn và cân bằng chênh lệch điện thế giữa mối hàn và thân ống. Trong quá trình vận hành hàng ngày, hãy kiểm soát chặt chẽ mật độ năng lượng gia nhiệt và các thông số làm sạch để tránh tình trạng quá nhiệt và{2}}ăn mòn mối hàn do axit lâu dài. Khi bảo trì thường xuyên, hãy tập trung vào việc phát hiện độ dày thành mối hàn và phát hiện khuyết tật dòng điện xoáy để sàng lọc các khuyết tật vi vết sớm.
Tóm lại, các mối hàn là điểm chống-ăn mòn yếu cố hữu của ống gia nhiệt bằng titan. Sự khác biệt về cấu trúc, ứng suất dư và việc xử lý sau mối hàn-không hoàn chỉnh dẫn đến hiện tượng ăn mòn dễ xảy ra. Tiêu chuẩn hóa bảo vệ hàn, đánh bóng mịn, tăng cường thụ động và phát hiện mục tiêu có thể cải thiện đáng kể độ ổn định của mối hàn, giảm rủi ro rò rỉ một cách hiệu quả và kéo dài tuổi thọ tổng thể của cụm ống gia nhiệt titan trong xưởng lên men.
