Lỗi xuyên thủng do ăn mòn kẽ hở đề cập đến các khoảng trống hẹp tồn tại giữa mặt bích ống gia nhiệt bằng titan, miếng đệm, bề mặt tiếp xúc với bu lông, đường nối hàn chồng và cặn lắng trong đường ống. Môi trường ăn mòn bị mắc kẹt bên trong khe giới hạn và không thể cập nhật và lưu thông. Oxy bên trong khe hở nhanh chóng bị tiêu thụ bởi các phản ứng điện hóa, tạo thành một môi trường vi mô bị thiếu oxy-. Các ion clorua và các gốc axit liên tục di chuyển vào khe hở để cân bằng điện tích, dẫn đến hiện tượng axit hóa cục bộ và nồng độ ion ăn mòn tăng mạnh. Màng thụ động titan dioxide bên trong khe hở bị phá hủy hoàn toàn và ma trận kim loại tốt nhất là hòa tan dọc theo hướng độ sâu của khe cho đến khi thành ống bị xuyên qua để tạo thành rò rỉ. Sự ăn mòn này được che giấu rất kỹ và chủ yếu bùng phát ở các khoảng trống lắp ráp cũng như các vùng chết lắng đọng của đường ống-làm nóng bằng titan chống ăn mòn.
1. Cơ chế làm giàu khe hở và cơ chế tiến hóa ăn mòn kẽ hở
Titan dựa vào màng thụ động TiO₂ nhỏ gọn để chống ăn mòn trong môi trường ăn mòn loãng chảy. Ở những kẽ hở hẹp, khả năng trao đổi chất lỏng kém, phản ứng khử oxy ở cực âm bên trong khe sẽ nhanh chóng làm cạn kiệt oxy hòa tan. Khu vực bên trong khe hở mất đi điều kiện thụ động và trở thành cực dương cho quá trình hòa tan kim loại liên tục, trong khi bề mặt tiếp xúc bên ngoài có đủ oxy đóng vai trò là cực âm để tạo thành tế bào điện lớn. Để duy trì tính trung hòa điện trong không gian hạn chế, các ion halogen bên ngoài liên tục di chuyển vào kẽ hở, tạo thành chất lỏng ăn mòn có tính axit đậm đặc, ngăn chặn vĩnh viễn sự tái tạo màng thụ động. Không giống như ăn mòn rỗ bắt đầu ở một điểm nhỏ duy nhất, ăn mòn kẽ hở phát triển dọc theo toàn bộ đường khe hở, gây ra hư hỏng do ăn mòn xuyên thấu tuyến tính.
2. Các vị trí điển hình dễ bị hư hỏng do ăn mòn kẽ hở
The narrow gap between flange sealing surface, non-fitted gaskets and titanium pipe flanging end face;
Hàn chồng, hàn gián đoạn và các khe hàn không kín với sự hợp nhất không hoàn toàn;
Khoảng cách tiếp xúc giữa đường ống titan và các giá đỡ, kẹp và phụ kiện vòng cố định;
Các lớp tích tụ trầm tích đáy ống nằm ngang tạo thành các khoảng trống khép kín giữa bụi bẩn và thành trong của ống;
Các khe hở kết nối bằng ren của dụng cụ tháo-các ống ngắn và bịt vào các lỗ cụt.
3. Các yếu tố cảm ứng cốt lõi làm tăng tốc độ hư hỏng do ăn mòn kẽ hở
Kích thước miếng đệm không khớp, bề mặt mặt bích bị trầy xước và biến dạng dẫn đến các khoảng trống bịt kín không được lấp đầy;
Quá trình hàn sử dụng cấu trúc khớp nối thay vì hàn đối đầu, để lại các khe hở cố hữu;
Không có đệm cách nhiệt giữa thân ống và các giá đỡ để loại bỏ các khe hở tiếp xúc trực tiếp;
Đường ống không được xả đáy và làm sạch thường xuyên, trầm tích tích tụ tạo thành các khoảng ăn mòn bịt kín;
Môi trường hệ thống chứa các ion clorua và florua giúp tăng tốc đáng kể việc làm giàu ion bên trong các khoảng trống.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Sử dụng các miếng đệm tích hợp được trang bị đầy đủ và đánh bóng các bề mặt bịt kín của mặt bích trước khi lắp ráp
Loại bỏ các khoảng trống nhỏ không liên tục trên bề mặt giao phối bịt kín.
② Tối ưu hóa thiết kế hàn để ưu tiên hàn đối đầu ngấu hoàn toàn và bịt kín tất cả các khe hàn còn sót lại
Tránh các kẽ hở cấu trúc được tạo ra bởi các hình thức kết nối hàn.
② Thêm miếng đệm cách điện không{0}}dẫn điện giữa đường ống và giá đỡ kim loại
Cắt đồng thời các khoảng trống tiếp xúc và điều kiện ghép điện.
④ Đặt cửa xả-điểm thấp và thực hiện xả đáy và vệ sinh heo định kỳ
Ngăn chặn sự lắng đọng trầm tích hình thành các khoảng trống ăn mòn kèm theo.
⑤ Thường xuyên tháo các khớp nối mặt bích chính để kiểm tra và thay thế gioăng đệm bị biến dạng do lão hóa
Loại bỏ kịp thời các kẽ hở ẩn do lão hóa miếng đệm và biến dạng nén.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ thiết kế lắp ráp & kết cấu | Nguy cơ ăn mòn kẽ hở | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Miếng đệm không khớp + mối hàn + không xả đáy thường xuyên | Rò rỉ xuyên qua khe tuyến tính xảy ra trong chu kỳ hoạt động trung hạn- | Sửa đổi kết cấu hàn, thay thế gioăng tiêu chuẩn và thêm điểm thoát nước cố định |
| Kết hợp niêm phong hoàn hảo + hàn đối đầu xuyên thấu + loại bỏ cặn thường xuyên | Có hiệu quả tránh làm giàu ion bị tắc và bắt đầu ăn mòn khe | Đặc điểm kỹ thuật thiết kế tiêu chuẩn cho kết nối và bố trí đường ống quá trình gia nhiệt titan |
| Xử lý thụ động liền mạch bề mặt + kiểm tra tháo gỡ hàng quý + giám sát ion halogen trung bình | Nguy cơ tiềm ẩn cực kỳ thấp về rò rỉ thâm nhập loại khoảng cách- và tắt máy ngoài kế hoạch | Sơ đồ ưu tiên dành cho các dự án hoạt động lâu dài-mạng lưới ống sưởi titan trung bình có độ ăn mòn cao- |
Phần kết luận
Sự ăn mòn kẽ hở của ống gia nhiệt titan được gây ra bởi sự tuần hoàn môi trường kém
n trong các khe hở hạn chế, sự suy giảm oxy và làm giàu ion ăn mòn sẽ phá vỡ màng thụ động titan, gây ra sự xuyên thấu tuyến tính dọc theo các khoảng trống. Các chiến lược phòng ngừa cốt lõi bao gồm loại bỏ các khoảng trống lắp ráp và kết cấu thông qua thiết kế hàn và bịt kín tiêu chuẩn, cách ly các khoảng trống tiếp xúc bằng các phụ kiện hỗ trợ, thường xuyên loại bỏ cặn đường ống và duy trì tính toàn vẹn của các bộ phận bịt kín. Quản lý toàn bộ-quy trình khép kín-của thiết kế kết cấu đường ống, xây dựng lắp đặt tại hiện trường và bảo trì định kỳ có thể ngăn ngừa sự cố rò rỉ môi trường và hỏng hóc thiết bị do ăn mòn kẽ hở của ống gia nhiệt titan.
