מנגנון של כישלון פיצוח קורוזיה במתח של צינורות חימום טיטניום ותכנית בקרה מלאה-למניעת תהליכים

פיצוח קורוזיה במתח (SCC) של צינורות חימום טיטניום מתייחס לסדקים חודרים שבירים הנוצרים תחת פעולה משולבת של מתח שיורי מתיחה, מתח הרכבה חיצוני ואמצעי קורוזיבי ספציפי. כיפוף קר, ריתוך והרכבה מאולצת משאירים מתח מתיחה בתוך גוף הצינור. כאשר נחשפים לפלואוריד-המכיל תווך, מתנול נטול מים, תמיסת כלוריד מרוכזת או סביבת מלח בטמפרטורה-גבוהה, הסרט הפסיבי של טיטניום דו חמצני נקרע באופן מקומי תחת מתח מתיחה. מדיום מאכל פולש למטריצה ​​לאורך קצות הסדקים, ומניע התפשטות סדקים מהירה ללא דילול דופן אחיד ברור, מה שמוביל בסופו של דבר לקרע פתאומי ולדליפה. כישלון זה נסתר ופתאומי מאוד, ומציב סיכונים בטיחותיים גדולים לציוד לחימום-בלחץ נושאי טיטניום.

1. מנגנון ייזום מצמד של מתח וקורוזיה

טיטניום מסתמך על סרט פסיבי TiO₂ קומפקטי כדי לעמוד בפני קורוזיה. מתח מתיחה גורם להחלקה פלסטית על פני החומר וקורעת את סרט התחמוצת המגן המתמשך באזורים מיקרו-. יוני פלואוריד ורכיבים קורוזיביים אחרים שוחקים את מצע הטיטניום החשוף ויוצרים בורות קורוזיה זעירים. הלחץ מתרכז בתחתית הבור ושבר כל הזמן סרט פסיבי שהתחדש, שומר על קצות הסדקים במצב מומס פעיל. סדקים מתרחבים לאורך נתיבים transgranular או intergranular תחת הסינרגיה של מתח מכני וקורוזיה אלקטרוכימית. אפילו מתח הרחק מתחת לחוזק התפוקה של החומר יכול לגרום באמצעות-פיצוח בקיר לאחר פעולה מחזורית-ארוכת טווח, השונה מפיצוח עייפות מכני בודד ללא השתתפות בינונית קורוזיבית.

2. מצבים אופייניים המועדים לסדקי קורוזיה במתח

תפרי ריתוך ואזורים-מושפעי חום עם מתח שיורי מתיחה של התכווצות ריתוך;

קטעי צינור מכופפים- קרים ששומרים על מתח שיורי מתיחה גדול;

אזורי הידוק של אוגן עם כוח מוגזם של בורג מראש-המכניס מתח מתיחה חיצוני;

אזורי תנודות ברמת הנוזל שבהם התמיסה מתאדה ומלחי פלואור/כלוריד מתרכזים ומשקעים;

מקטעי צינור קבועים בקפידה שאינם מסוגלים להתפשט והתכווצות תרמית חופשית בחילופי טמפרטורה.

3. גורמי מפתח המאיצים את נזקי SCC

ריכוז גבוה של יוני פלואור וטמפרטורה בינונית מוגברת משפרים בחדות את אגרסיביות הקורוזיה;

מתח שיורי ללא הקלה מתהליכי כיפוף, ריתוך ועיבוד שבבי;

מהדקים-מהודקים יתר על המידה ואילוצי תמיכה קשיחים שיוצרים עומס מתיחה נוסף;

אידוי מקומי המוביל להתגבשות מלח ולהעשרת יונים על הקירות הפנימיים והחיצוניים של הצינור;

שריטות וחריצים על פני השטח משמשים כמקורות התחלת סדקים כדי להרוס את שלמות הסרט הפסיבי.

4. אמצעים טכניים של בקרת מונעת- מלאה

① בצע חישול פוסט-ליצירת הפגת מתחים

בצע טיפול להורדת מתחים לשימור חום לאחר כיפוף וריתוך כדי למנוע מתח שיורי מתיחה פנימי.

② תקן את פעולות ההתקנה והידוק של צינורות

השתמש במפתחי מומנט כדי לשלוט במומנט הידוק הברגים; לאמץ תמיכות הזזה כדי לשמור על קצבת עקירה של התפשטות תרמית.

③ טהר את המדיום במחזור והטמיע ניקוי שטיפה קבוע

התקן התקני סינון כדי להפחית את תכולת יוני הפלואוריד והכלוריד, והסר באופן קבוע משקעים גבישיים.

④ ייעל את בחירת החומר לתנאי עבודה מאכלים קשים

אמץ סגסוגת טיטניום המכילה פלדיום-עם ביצועי אנטי-SCC מצוינים עבור סביבות-פלואוריד גבוהות-בטמפרטורה גבוהה.

⑤ פולני פגמים פני השטח ומחזקים פסיבציה של חמצון אנודי

טוחנים כתמים ושריטות; לבצע חמצון אנודי כדי לעבות את הסרט הפסיבי ולשפר את היציבות המבנית.

5. טבלת השוואת אפקט מניעה

表格

מַסְקָנָה

פיצוח קורוזיה במתח של צינורות חימום טיטניום נגרם במשותף על ידי שבירת מתח מתיחה של הסרט הפסיבי והתמוססות אלקטרוכימית סלקטיבית בקצות הסדקים. אסטרטגיות למניעת הליבה כוללות ביטול מקורות מתח פנימיים וחיצוניים, חסימת העשרה מקומית של יונים קורוזיביים, הסרת מקורות סדקים של פגמי פני השטח ושיפור היציבות נגד קורוזיה- של שכבת ההגנה על פני השטח. שליטה קפדנית על טכנולוגיית העיבוד, בנייה- באתר ותחזוקה יומיומית יכולה למנוע באופן בסיסי תאונות דליפת חדירה פתאומיות הנגרמות כתוצאה מפיצוח קורוזיה במתח של צינורות חימום טיטניום.