שחיקה-קורוזיה היא הנזק המשולב של ניקוי מכני וקורוזיה אלקטרוכימית על צינורות חימום טיטניום. כאשר המדיום המכיל חלקיקים מוצקים זורם במהירות גבוהה, חלקיקים פוגעים ומתלבשים ללא הרף על פני הטיטניום, ומפשיטים את הסרט הפסיבי הצפוף של טיטניום דו חמצני. מצע טיטניום טרי נחשף ונאכל במהירות על ידי יוני הלוגן במדיום. הסרט המגן אינו יכול להתחדש ביציבות תחת שטיפת נוזלים מתמשכת, ויוצר חריצים בצורת רצועה- בצורת רצועה ודילול דופן מקומי, מה שמוביל בסופו של דבר לנקב ולדליפה. כשל זה כולל עקבות שחיקה כיוונית ברורות, ושיעור הנזק שלו גבוה בהרבה משחיקה בודדת או קורוזיה עצמאית.
1. מנגנון אבולוציית נזק מצמד
הסרט הפסיבי TiO₂ הטבעי על משטח טיטניום יכול לבודד את המטריצה מחומר מאכל. נוזל-במהירות גבוהה הנושא משקעים, סיגים חלודה וזיהומים קשים פוגע בדופן הצינור, ומגרד באופן מכני את שכבת ההגנה התחמוצתית. מתכת הטיטניום החשופה יוצרת ישירות מערכת קורוזיה גלוונית עם תווך האלקטרוליט ומתמוססת במהירות. לפני שסרט פסיבי שלם חדש יגדל, פגיעת החלקיקים הבאה תקלף שוב את הסרט הדק החדש שנוצר, ותיצור מצב כשל מחזורי של "נזק הסרט → קורוזיה של המצע → כשל בהתחדשות הסרט". בורות קורוזיה משתרעים לאורך כיוון הזרימה לתוך חריצי שחיקה ארוכים. עם אובדן מתמשך של חומר, עובי דופן הצינור יורד בהדרגה עד שמתרחשת דליפה חודרת. מהירות הנוזל קובעת את עוצמת השחיקה המכנית, בעוד שריכוז היונים של המדיום שולט בקצב הקורוזיה האלקטרוכימית.
2. מיקומים אופייניים המועדים לשחיקה-קורוזיה
חלקי יציאה של משאבות עם מהירות זרימה מקסימלית ואנרגיה קינטית השפעה של חלקיקים;
קשת חיצונית של מרפקים שבה כיוון הזרימה משתנה וחלקיקים מתרכזים לפגיעה;
טיז, מפחיתים וקטעי התרחבות פתאומית עם זרימה סוערת וגריפת קירות חזקה;
כניסת צינור הפונה ישירות לסילון המדיום הנכנס;
חרוזי ריתוך ובליטות משטח המפעילים בקלות זרימה סוערת ושחיקה מרוכזת.
3. גורמי ליבה המאיצים שחיקה-קורוזיה
קצב זרימה בינוני גבוה מדי המוביל לשטיפה סוערת אלימה;
מספר רב של זיהומים מוצקים מרחפים מעורבבים במדיום במחזור;
יוני כלוריד ופלואור בפירוק המאיץ בינוני של מטריצת טיטניום חשופה;
משטח מחוספס וקורי ריתוך המחמירים מערבולות מקומיות והרס סרט פסיבי;
חוסר בציוד סינון קדמי- ליירוט חלקיקים שוחקים.
4. אמצעים טכניים-מלאים למניעת ובקרה של קישורים
① התקן התקני סינון-קדמיים והסרת סיגים
חסום חלקיקים מוצקים בכניסת המערכת כדי לחסל את מקור השחיקה באופן יסודי.
② ייעל את פריסת הצינור כדי למנוע שינויים פתאומיים בערוץ הזרימה
אמצו -מרפקים ברדיוס גדולים ומבני קוטר- הדרגתיים כדי להפחית את ההשפעה הסוערת.
③ הפחית כראוי את מהירות הזרימה בטווח המותר של תהליך הייצור
תדירות פעולת המשאבה נמוכה יותר כדי להחליש את האנרגיה הקינטית של הנוזל ואת כוח הפגיעה של החלקיקים.
④ שפר את גימור פני השטח על ידי טיפול ליטוש
הסר כתמים ובליטות כדי להפחית את נקודות החיבור של המערבולת ואת עמדות הנזק לסרט.
⑤ בצע טיפול מקומי לחיזוק משטח בחלקים פגיעים
אמצו חמצון אנודי או חיזוק פני השטח עבור המרפקים והפתחים כדי לשפר את ההתנגדות לבלאי וקורוזיה.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| מצב צנרת וטיפול | שחיקה-סיכון קורוזיה | הצעה ליישום |
|---|---|---|
| ללא סינון + שטיפה סוערת-במהירות גבוהה | חריץ כיווני מהיר וחדירה | הוסף סינון וייעל את מבנה הצינור באופן מיידי |
| יירוט זיהומים קדמי- + אופטימיזציה של קצב זרימה + צינור יעיל | לדכא מאוד קורוזיה בשחיקה מצמדת | תצורה סטנדרטית למערכות מחזור קונבנציונליות |
| חיזוק פני השטח + טיהור בינוני | ביצועים נגד-שחיקה ואנטי- יציבים לטווח ארוך-לטווח ארוך | אפשרות מועדפת לתנאי עבודה עם מדיום המכיל חלקיקים- |
מַסְקָנָה
שחיקה-קורוזיה של צינורות חימום טיטניום נגרמת במשותף על ידי קרצוף מכני המסיר את הסרט הפסיבי ולאחר מכן קורוזיה אלקטרוכימית של המצע החשוף. רעיונות הליבה למניעת יירוט חלקיקים שוחקים מהמקור, ייעול שדה הזרימה כדי למנוע השפעה מרוכזת, הורדת מהירות הזרימה וביטול נקודות ריכוז מתח על פני השטח. באמצעות טיהור בינוני, אופטימיזציה מבנית של צינורות וחיזוק משטח ממוקד, ניתן למנוע ביעילות תאונות דליפה פתאומיות הנגרמות כתוצאה משחיקה-.
