Ăn mòn rỗ là một dạng ăn mòn có tính phá hủy cục bộ cao của ống gia nhiệt titan. Clorua, florua và các ion halogen khác trong môi trường phá vỡ màng thụ động titan dioxide hoàn chỉnh ở các khuyết tật bề mặt nhỏ, tạo thành các hố cực dương nhỏ bị cô lập. Sự ăn mòn phát triển nhanh chóng vào bên trong theo hướng sâu, trong khi kim loại xung quanh vẫn còn nguyên vẹn. Các hố tiếp tục mở rộng và xuyên qua thành ống gây rò rỉ, với các dấu vết ăn mòn vĩ mô cực kỳ khó thấy và tính ngẫu nhiên mạnh, đây là chế độ hỏng hóc đột ngột phổ biến của các bộ phận trao đổi nhiệt titan.
1. Cơ chế hình thành điện hóa ăn mòn rỗ
Một lớp màng bảo vệ TiO₂ dày đặc và trơ hình thành một cách tự nhiên trên bề mặt titan. Khi các ion halogen hấp thụ vào các vết xước nhỏ, tạp chất hoặc vùng yếu của lớp thụ động, chúng sẽ thay thế các nguyên tử oxy trong màng oxit để tạo ra các hợp chất titan halogenua hòa tan, phá hủy lớp bảo vệ thụ động cục bộ. Bên trong hố được bịt kín bởi các sản phẩm ăn mòn, tạo thành một môi trường vi mô khép kín với sự làm giàu liên tục của các ion halogen và giảm giá trị pH. Phần bên trong của hố đóng vai trò là cực dương và hòa tan liên tục, trong khi khu vực thụ động nguyên vẹn bên ngoài đóng vai trò là cực âm có diện tích-lớn để tăng tốc độ hòa tan bên trong hố. Sự ăn mòn ưu tiên kéo dài theo chiều dọc xuống dưới thay vì lan rộng theo chiều ngang, cuối cùng xuyên qua thành ống và gây rò rỉ môi chất.
2. Các vị trí điển hình dễ bị ăn mòn rỗ
Vùng dao động mức chất lỏng nơi dung dịch chứa halogen{0}}bay hơi và kết tủa các vết muối đậm đặc;
Bề mặt bị trầy xước, vết lõm và hư hỏng cơ học để lại trong quá trình gia công và vận chuyển;
Các khu vực bị bao phủ bởi bụi bẩn, cặn và trầm tích dẫn đến làm giàu ion dưới lớp trầm tích;
Bề mặt hàn có lớp oxy hóa dày, lỏng lẻo và quá trình sửa chữa thụ động không hoàn toàn;
Các vùng nước chết có sự tích tụ ion trung bình và liên tục-tĩnh lâu dài.
3. Các yếu tố cốt lõi đẩy nhanh quá trình ăn mòn rỗ titan
Nồng độ ion florua và clorua cao trong môi trường xử lý;
Nhiệt độ sử dụng tăng cao cải thiện đáng kể hoạt động của các ion halogen để ăn mòn màng thụ động;
Bề mặt hư hỏng cơ học chưa được loại bỏ và lớp oxit hàn còn sót lại sau khi xử lý;
Tắt máy trong thời gian dài với chất lỏng ăn mòn còn sót lại bám trên bề mặt ống mà không cần vệ sinh;
Độ dày không đủ và độ nén kém của màng thụ động tự nhiên.
4. Các biện pháp kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ{1}}có hệ thống
① Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng ion halogen trung bình
Cấu hình thiết bị lọc và khử muối để giảm nồng độ clorua và florua trong chất lỏng tuần hoàn.
② Loại bỏ hư hỏng bề mặt và-hoàn thiện mối hàn
Loại bỏ các vết trầy xước và gờ trong quá trình hoàn thiện; tiến hành tẩy gỉ và thụ động sau khi hàn để tách lớp oxit và tái tạo màng thụ động đồng nhất.
③ Thường xuyên làm sạch cặn và chất lỏng còn sót lại
Xả hết toàn bộ môi trường trong quá trình tắt thiết bị, xả sạch đường ống để tránh lắng đọng muối và nồng độ cục bộ.
④ Tăng cường cốt thép thụ động bề mặt
Áp dụng phương pháp xử lý oxy hóa anốt để làm dày màng oxit titan một cách nhân tạo và tăng cường khả năng chống xâm nhập của ion.
⑤ Tối ưu hóa giới hạn nhiệt độ vận hành
Tránh vận hành-quá nhiệt-trong thời gian dài để làm giảm hoạt động hóa học của các anion ăn mòn.
5. So sánh hiệu quả phòng ngừa theo các chương trình khác nhau
表格
| Chế độ điều trị & vận hành | Rủi ro ăn mòn rỗ | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Unprocessed welding oxide + high fluorine/chloride medium | Nguy cơ thủng xác định nhanh chóng rất cao | Thụ động hóa tẩy ngay lập tức và điều chỉnh chất lượng nước |
| Sau{0}}thụ động hóa mối hàn + bảo trì vệ sinh thường xuyên | Ngăn chặn đáng kể việc bắt đầu và mở rộng hố | Thông số kỹ thuật sản xuất và vận hành tiêu chuẩn |
| Tăng cường oxy hóa anốt + tinh chế trung bình | Xu hướng rỗ tối thiểu | Kế hoạch ưu tiên chứa halogen-có điều kiện làm việc khắc nghiệt |
Phần kết luận
Ăn mòn rỗ trên các ống gia nhiệt bằng titan là do sự phân hủy cục bộ của màng thụ động bởi các ion halogen và sự ăn mòn gia tốc-kiểu tắc nghẽn bên trong các hố. Các phương pháp phòng ngừa cơ bản bao gồm kiểm soát nồng độ ion ăn mòn trong môi trường, loại bỏ các khuyết tật bề mặt dễ gây vỡ màng, sửa chữa các lớp oxy hóa hàn thông qua xử lý thụ động và tránh lắng đọng muối từ chất lỏng dư tĩnh. Quản lý vòng-khép kín trong quá trình hoàn thiện, bảo vệ bề mặt và bảo trì vận hành hàng ngày có thể ngăn chặn hiệu quả lỗi rò rỉ ở điểm chính xác o
f ống sưởi titan.
