Ăn mòn rỗ là hiện tượng ăn mòn ẩn cục bộ điển hình của ống gia nhiệt titan. Các ion florua, ion clorua đậm đặc và các chất có tính axit trong môi trường phá vỡ cục bộ màng thụ động titan dioxide. Các hố anode nhỏ hình thành trên bề mặt kim loại và một môi trường vi mô ăn mòn kín bịt kín được hình thành bên trong các hố. Sự ăn mòn tiến triển nhanh chóng vào bên trong dọc theo khoang hố, dẫn đến thủng-tường và rò rỉ môi trường đột ngột với độ mỏng tổng thể của thành hầu như không đáng chú ý ở bên ngoài. Loại hư hỏng này có tính ngẫu nhiên và được che giấu cao, là một trong những dạng hư hỏng nguy hiểm nhất đối với đường ống dẫn nhiệt-chịu áp suất bằng titan.
1. Cơ chế ăn mòn điện hóa bị tắc
Một màng TiO₂ dày đặc hình thành một cách tự nhiên trên bề mặt titan để cách ly nền khỏi môi trường ăn mòn. Các ion florua có tính thấm mạnh và có thể thay thế oxy trong màng oxit để tạo ra phức hợp titan flo hòa tan, tạo ra các điểm hư hỏng cục bộ trên lớp bảo vệ. Kim loại titan tiếp xúc tại các vị trí khuyết tật hoạt động như một cực dương và hòa tan tốt hơn để tạo thành các vết rỗ ban đầu. Các cation kim loại tích tụ liên tục bên trong các hố, thu hút nhiều ion halogen di chuyển vào khoang để cân bằng điện tích. Phản ứng thủy phân làm giảm giá trị pH trong hố và đẩy nhanh quá trình hòa tan anốt của chất nền. Bề mặt titan nguyên vẹn xung quanh đóng vai trò như một cực âm-có diện tích lớn, tạo thành tỷ lệ diện tích cực dương-cực lớn giúp tăng đáng kể tốc độ ăn mòn bên trong các hố. Các hố cứ tiếp tục đào sâu cho đến khi xuyên qua thành ống, trong khi bề mặt bên ngoài hầu như không có dấu vết ăn mòn rõ ràng.
2. Các vị trí điển hình dễ bị ăn mòn rỗ
Các khu vực thành ống bị trầm tích, cặn và phụ kiện bao phủ tạo thành vùng ứ đọng;
Vùng dao động mức chất lỏng nơi môi trường bay hơi và muối flo/clo kết tủa và làm giàu cục bộ;
Vết xước bề mặt, vết hàn bị đổi màu và vết gia công có màng thụ động nguyên bản bị hư hỏng;
Đường ống chân chết có môi trường tĩnh-không tuần hoàn dẫn đến tích tụ liên tục các ion ăn mòn;
Khu vực ngưng tụ nơi sương axit và các giọt nước muối liên tục bám vào bề mặt ống.
3. Các yếu tố chính gây ra hư hỏng rỗ
Nồng độ ion florua và clorua dư thừa trong môi trường xử lý và hệ thống tuần hoàn;
Nhiệt độ vận hành tăng cao giúp tăng cường hoạt động của các ion ăn mòn và khả năng phá vỡ màng;
Không có-xử lý tẩy gỉ và oxy hóa anốt sau mối hàn dẫn đến việc sửa chữa màng bảo vệ không hoàn chỉnh;
Sự bám dính lâu dài của bụi và rỉ sét tạo thành các lớp che chắn để giữ lại các thành phần ăn mòn;
Tắt thiết bị với chất lỏng ăn mòn còn sót lại được bịt kín bên trong đường ống mà không cần đổ hết.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng ion flo và halogen trong môi trường tuần hoàn
Lắp đặt thiết bị lọc và loại bỏ ion trực tuyến để cắt các nguồn ăn mòn khỏi hệ thống chất lỏng.
② Triển khai quá trình gia cố quá trình oxy hóa anốt-sau xử lý
Tạo thành một màng oxit nhân tạo dày, nhỏ gọn để cải thiện đáng kể khả năng chống rỗ.
③ Thiết lập cơ chế vệ sinh, xả nước thường xuyên bằng hóa chất
Loại bỏ cặn bề mặt và trầm tích để loại bỏ môi trường vi mô ăn mòn bị tắc.
④ Tối ưu hóa bố trí đường ống để loại bỏ các phần nước chết mù mịt
Dự trữ các cổng xả và xả để tránh-làm giàu tĩnh điện lâu dài các thành phần ăn mòn.
⑤ Thêm chất ức chế tạo phức cụ thể cho các điều kiện làm việc chứa flo{0}}
Các ion florua tự do phức tạp để ngăn chặn sự hòa tan của màng thụ động titan.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ trung bình & điều trị | Rủi ro ăn mòn rỗ | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Môi trường có hàm lượng flo cao + không bị thụ động bề mặt + bụi bẩn tích tụ | Thủng nhanh ngẫu nhiên trong thời gian phục vụ ngắn | Làm sạch môi trường và tiến hành quá trình oxy hóa anốt tổng thể ngay lập tức |
| Kiểm soát nồng độ ion + làm sạch định kỳ + thụ động tiêu chuẩn hóa | Hạn chế hiệu quả việc bắt đầu và mở rộng hố | Đặc điểm kỹ thuật bảo trì tiêu chuẩn đường ống titan thông thường |
| Tăng cường quá trình oxy hóa anốt + liều lượng chất ức chế trung bình | Nguy cơ hỏng rỗ cực kỳ thấp | Sơ đồ ưu tiên điều kiện làm việc khắc nghiệt có độ ăn mòn cao- |
Phần kết luận
Sự ăn mòn rỗ của ống gia nhiệt titan được bắt đầu bởi các ion halogen phá hủy màng thụ động và tăng cường bằng cách-phản ứng điện hóa tự tăng tốc bên trong các khoang ăn mòn. Các chiến lược phòng ngừa cốt lõi bao gồm hạn chế nồng độ ion ăn mòn trong môi trường, tăng cường màng bảo vệ bề mặt thông qua quá trình oxy hóa anốt, loại bỏ tình trạng ứ đọng cục bộ và che phủ trầm tích, đồng thời bổ sung các chất ức chế hóa học có mục tiêu. Quản lý-vòng khép kín quá trình xử lý trung bình, xử lý bề mặt sau-và bảo trì hàng ngày có thể ngăn ngừa hiệu quả các tai nạn rò rỉ đột ngột do thủng rỗ ống gia nhiệt titan.
