Sự cố ăn mòn đáng lo ngại xảy ra khi tồn tại sự trượt tương đối nhỏ giữa thành ngoài của ống gia nhiệt bằng titan và các kẹp ống, giá đỡ hoặc ống bọc lót dưới sự rung động của đường ống, giãn nở nhiệt và rung lắc cơ học. Ma sát liên tục làm xước và làm hỏng màng thụ động TiO₂ nhỏ gọn trên bề mặt titan, đồng thời các mảnh vụn mài mòn do oxy hóa sẽ lấp đầy khe hở tiếp xúc. Dưới tác động chung của ma sát cơ học và ăn mòn điện hóa, các hố ăn mòn dày đặc hình thành ở khu vực tiếp xúc, dần dần ăn sâu và xuyên qua thành ống để gây rò rỉ trung bình. Hư hỏng này chủ yếu xuất hiện ở các vị trí hỗ trợ cố định đường ống và các bộ phận kẹp bu lông của đường ống áp suất titan trong môi trường xưởng-có nhiều rung động.
1. Cơ chế khớp nối mài mòn và ăn mòn
Titan tự động tạo ra một lớp màng oxit chống ăn mòn ổn định-trong môi trường khí quyển và nước. Khi hai bề mặt tiếp xúc bằng kim loại tạo ra ma sát trượt thường xuyên ở quy mô micromet-, lớp thụ động liên tục bị trầy xước và bong ra. Chất nền titan tươi lộ ra sau khi mất màng nhanh chóng bị oxy hóa tạo thành các hạt mài mòn oxit titan giòn. Những mảnh vụn cứng này được nhúng vào bề mặt tiếp xúc, làm tăng thêm hiệu ứng cắt mài mòn. Trong khi đó, hơi ẩm ngưng tụ của chất điện phân thấm vào khe hẹp tạo thành tế bào vi điện, đẩy nhanh quá trình hòa tan anốt cục bộ của ma trận titan. Không giống như ăn mòn kẽ hở tĩnh mà không có chuyển động tương đối, ăn mòn mòn được tạo ra bởi ma sát trượt vi mô-định kỳ, khiến vật liệu bị hao hụt nhanh hơn nhiều so với ăn mòn khe hở thông thường.
2. Các vị trí điển hình dễ bị hư hại do ăn mòn
Các vị trí kẹp của kẹp ống cứng được gắn chặt vào bề mặt ngoài của ống titan;
Các khu vực tiếp xúc giữa đường ống và các giá đỡ neo cố định có kích thích rung động dài hạn;
Khe hở kết nối ống bọc nơi lớp lót bên trong và ống titan bên ngoài có khe hở lắp ráp;
Rễ buộc ren của mặt bích và dụng cụ tháo-các ống ngắn có độ dịch chuyển nhỏ;
Các đoạn đường ống liền kề với máy bơm và máy nén nơi rung động của thiết bị truyền lực rung định kỳ.
3. Các yếu tố gây ra cốt lõi đẩy nhanh sự thất bại đáng lo ngại
Bố trí hỗ trợ đường ống thiếu các biện pháp giảm rung và rung động của thiết bị được truyền trực tiếp đến thân ống;
Kẹp ống được buộc chặt quá chặt, làm mất đi không gian đệm và buộc phải tiếp xúc với ma sát cứng trực tiếp;
Không có đệm cách ly được bố trí giữa ống titan và bề mặt kim loại đỡ, dẫn đến tiếp xúc trực tiếp giữa kim loại{0}}với-kim loại;
Nhiệt độ tăng và làm mát thường xuyên gây ra sự dịch chuyển kính thiên văn nhiệt lặp đi lặp lại, gây ra hiện tượng trượt vi mô liên tục;
Môi trường nhà xưởng ẩm ướt dẫn đến tích tụ sương tại các khe tiếp xúc tạo thành điều kiện điện phân dẫn điện.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Thêm các miếng đệm giảm chấn đàn hồi như PTFE và cao su giữa ống titan và tất cả các giá đỡ/kẹp
Cô lập tiếp xúc trực tiếp với kim loại và loại bỏ nguồn ma sát một cách cơ bản.
② Điều chỉnh mô-men xoắn siết chặt kẹp để dự trữ mức trợ cấp trượt giãn nở nhiệt thích hợp
Tránh-kẹp quá mức để khóa đường ống và tạo lực ma sát tương đối cưỡng bức.
③ Lắp đặt bộ cách ly rung lò xo cho các giá đỡ gần nguồn rung như máy bơm
Cắt đứt đường truyền kích thích rung động cơ học.
④ Thực hiện bố trí đường ống gradient và thiết kế hỗ trợ trượt để giải phóng ứng suất dịch chuyển nhiệt
Giảm hiện tượng trượt vi mô qua lại do biến dạng nhiệt.
⑤ Thường xuyên tháo rời, kiểm tra các điểm kẹp cố định lâu dài- và làm sạch các mảnh vụn mài mòn tích tụ
Loại bỏ các hạt mài mòn làm trầm trọng thêm thiệt hại đáng lo ngại.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Cài đặt & Chế độ chống rung- | Nguy cơ ăn mòn đáng lo ngại | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Tiếp xúc trực tiếp bằng kim loại cứng +-kẹp quá chặt + không giảm rung | Rỗ mỏng xảy ra rõ ràng tại các vị trí kẹp trong chu kỳ hoạt động ngắn | Trang bị thêm miếng đệm cách ly và tối ưu hóa chế độ cố định hỗ trợ |
| Cách ly bộ đệm giữa các lớp + tải trước buộc chặt được tiêu chuẩn hóa + cấu hình hỗ trợ giảm rung | Ngăn chặn hiệu quả sự mài mòn-vi mô và phản ứng ăn mòn kết hợp | Thông số kỹ thuật lắp đặt tiêu chuẩn cho kỹ thuật sửa chữa và hỗ trợ đường ống sưởi ấm bằng titan |
| Lớp phủ chống mài mòn bề mặt-trên vùng tiếp xúc + giám sát độ rung trực tuyến + kiểm tra tại chỗ khi tháo gỡ hàng quý | Nguy cơ tiềm ẩn thủng và vỡ đường ống cực thấp | Sơ đồ ưu tiên cho thiết bị chuyển động qua lại hệ thống đường ống gia nhiệt quy trình titan ngoại vi |
Phần kết luận
Sự ăn mòn đáng lo ngại của ống gia nhiệt titan có nguồn gốc từ ma sát trượt qua lại vi mô phá hủy màng thụ động bảo vệ, kèm theo sự mài mòn của hạt mài mòn và ăn mòn điện hóa khe hở để tạo thành các hố sâu cục bộ. Các chiến lược phòng ngừa cốt lõi bao gồm sắp xếp các lớp đệm cách ly phi kim loại, tiêu chuẩn hóa độ kín của cụm kẹp, bổ sung các phương tiện giảm rung, tối ưu hóa các hình thức hỗ trợ để giải phóng sự dịch chuyển nhiệt và thường xuyên loại bỏ cặn mài mòn ở khe tiếp xúc. Kiểm soát toàn bộ-quy trình khép kín-của thiết kế hỗ trợ đường ống,-xây dựng lắp đặt tại chỗ và bảo trì thiết bị định kỳ có thể ngăn ngừa rò rỉ môi chất và tai nạn gãy đường ống do ăn mòn đáng lo ngại của ống gia nhiệt titan.
