90 daraja va past oqim sharoitida 2000 ppm xloridli 50% propilen glikoldagi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan oqim isitgichlari uchun tasdiqlangan qobiq qalinligi qanday?

Xlorid bilan ifloslanish bilan glikolni inhibe qilish-asosiy savdo

Propilen glikol (PG) etilen glikolning toksikligi qabul qilinishi mumkin bo'lmagan oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash, farmatsevtika ishlab chiqarish va pivo ishlab chiqarishda tanlangan issiqlik tashuvchi suyuqlikdir. Suvdagi 50% PG eritmasi -35 ° C gacha muzlashdan yaxshi himoya qiladi va to'g'ri tayyorlanganda korroziya inhibitori sifatida ishlaydi. Biroq, sanoat PG davrlarida xloridlar qoldiq tozalash vositalari, issiqlik almashtirgichlar orqali sovutish minorasi suvining infiltratsiyasi yoki oddiy (yumshatilmagan) bo'yanish suvidan foydalanish kabi bir qator manbalardan kontaktlarning zanglashiga olib kirishga moyildir. PG 2000 ppm xlorid darajasida korroziyaga qarshi himoyasini yo'qotadi, bu odatda yomon ta'minlangan tizimlarda yoki dengiz suvi oqadigan tizimlarda kuzatiladi. 90 daraja ish haroratida va chegara qatlamining turg'unligini ta'minlaydigan past oqim sharoitida 316 zanglamaydigan po'latdan chuqurchalar va yoriqlar korroziyasi uchun katta xavf mavjud. Ushbu ilovada g'ilofning qalinligi oddiy korroziyaga chidamlilik hisobi emas, balki tanlangan devor xloridlarning birgalikdagi hujumiga, yuqori haroratga va past oqim tufayli issiqlik o'tkazuvchanligini kamaytirishga bardosh bera olishini ko'rsatish uchun tekshirish mashqidir.

Propilen glikol eritmalarida xlorid ta'sirida hosil bo'ladigan chuqurchalar mexanizmi

90 daraja haroratda 50% propilen glikol eritmasida 2000 ppm xloridlar 316 zanglamaydigan po'latdan passiv plyonka uchun agressiv muhit hisoblanadi. Propilen glikolning o'zi zaif darajada inhibe qiladi, ammo uning inhibisyon mexanizmi glikol molekulasining metall yuzasiga adsorbsiyasiga bog'liq. 90 gradusda adsorbsiyalangan qatlam issiqlik harakati tufayli kamroq samarali bo'ladi. Xlorid ionlari juda harakatchan va mayda bo'lib, sirt joylashuvi uchun raqobatlashadi va passiv qoplamani buzgandan so'ng, sulfid qo'shimchalari yoki sirtdagi tirnalgan joylar kabi zaif joylarda chuqurchalar paydo bo'lishiga olib keladi. 2000 ppm xlorid eritmasida 316 zanglamaydigan po'latdan kritik chuqurlik harorati faqat suvda 50-60 daraja atrofida. Inhibitor glikolning mavjudligi 50% propilen glikolda kritik chuqurlik haroratini 10-15 darajaga, taxminan 65-75 darajaga oshiradi. Ishlash harorati 90 gradusni tashkil qiladi va tizim shunday qilib kritik chuqurlik haroratidan yuqorida ishlaydi, shuning uchun chuqurni boshlash masalasi "agar" emas, balki "qachon" bo'ladi. Chuqur hosil bo'lgandan so'ng, uning o'sish tezligi kislorod mavjudligi va eritmaning qarshiligiga qarab logarifmik yoki chiziqli tendentsiya bilan taxmin qilinishi mumkin. 90 daraja haroratda xlorid bilan ifloslangan glikoldagi 316 zanglamaydigan po'lat uchun e'lon qilingan natijalar gazlangan sharoitlarda chuqurning o'sish sur'atlarini yiliga 0,2 - 0,6 mm ni tashkil qiladi. Yiliga 0,4 mm tezlikda kengayadigan xandaq yiliga 5000 soat kutilgan ish vaqti (taxminan 60% boj) bo'lgan isitgich uchun 3,75 yil ichida 1,5 mm devorni teshib qo'yadi. 2,0 mm devor uni 5 yilga uzaytiradi. Biroq, bu hisob-kitoblar bitta chuqurga asoslangan bo'lib, aslida bir qator chuqurlar boshlanganda va buzilish eng chuqur tomonidan nazorat qilinadi.

Past oqim sharoitlarining korroziyaga ta'siri va uning kuchayishi

Ushbu dastur uchun past oqim sharoitlari ayniqsa zararli hisoblanadi, chunki ular qobiq yuzasidagi chegara qatlamining korroziya mahsulotlari va xlorid ionlari bilan o'ta to'yingan bo'lishiga imkon beradi. 0,5 m/sek dan kam oqim tezligi uchun xloridlarning sirtdan konvektsiyasi kuchli chegaralangan. Metall yuzasida xlorid miqdori massaga qaraganda besh yoki o'n baravar ko'p bo'lishi mumkin va shuning uchun chuqurlik potentsialini sezilarli darajada kamaytiradi. Past oqim, shuningdek, issiqlik oqimi kuchli bo'lganda, qobiq yuzasida qisman qaynatish yoki plyonka qaynashiga yordam beradi. Pufakchalarning shakllanishi va qulashi passiv qatlamni mexanik ravishda buzadi va pufak ostidagi nozik suyuqlik plyonkasida mahalliy konsentrlangan xlorid eritmalarini hosil qiladi. Bu mexanizm ishlamay qolgan isitgichlarda qabariq yadrolari atrofida kuzatiladigan xarakterli "chuqur halqa" naqshiga olib keladi. Misol uchun, 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan oqim isitgichi uchun 90 graduslik ommaviy haroratda va 7-8 Vt / sm2 qoplamali vatt zichligida, chegara qatlamining sirt harorati past oqim sharoitida ham 110-120 darajadan yuqori bo'lishi mumkin. Bunday haroratlarda chuqurning kritik chegarasi ancha oshib ketadi va chuqurning tarqalish tezligi yiliga 1-2 mm bo'lishi mumkin. Shuning uchun tasdiqlangan qalinlik nafaqat xloridning umumiy konsentratsiyasi va haroratini, balki past oqimning mahalliy kuchaytiruvchi ta'sirini ham hisobga olishi kerak. Oqim 0,3 m/s dan past bo'lganda, katta hajmda etarli bo'lgan qalinlik bir necha oy ichida buzilishi mumkin.

Maksimal qalinlikni cheklovchi termal gidravlik shovqinlar

Devor qalinligi, issiqlik o'tkazuvchanligi va past oqimning o'zaro ta'siri maksimal amaliy g'ilof qalinligiga qo'shimcha cheklov qo'yadi. Devor qalinligining oshishi bilan termal qarshilik kuchayadi, bu esa bir xil elektr quvvati kirishi uchun qobiq sirtining haroratini oshiradi. Past oqimda konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti -odatda 0,3 m/s tezlikda 300–600 Vt/m²·K ga, 2 m/s tezlikda esa 1500–2500 Vt/m²·K ga kamayadi. Qalinroq devor yomon konvektiv stsenariyda o'tkazuvchanlik qarshiligini oshiradi. 50% PGda 12 mm tashqi diametrli trubaning devor qalinligini 90 daraja va 0,3 m / s oqim tezligi bilan 1,2 mm dan 2,0 mm gacha oshirish, g'ilofning harorati 7 Vt / sm2 vatt zichligida ~ 125 darajadan 155 darajagacha oshiradi. Haroratning 30 darajaga ko'tarilishi, Arrheniusning xatti-harakatidan so'ng xloridning chuqurlashishi tezligining 3-5 baravar oshishiga olib keladi. Korroziyaga qarshi himoyani ta'minlashi kerak bo'lgan qalinroq devor buning o'rniga chuqurlik hujumini shunchalik tez qiladiki, aniq xizmat muddati nozikroq, sovuqroq devorga qaraganda kamroq bo'lishi mumkin. Bu oʻz-oʻzini bartaraf etuvchi{26}}teskari aloqa halqasi past{27}}oqimli, yuqori{28}}xlorid glikol tizimlarida optimal qalinlik diapazoni mavjudligini bildiradi, undan tashqarida koʻproq metall umrni uzaytiradi, balki uni qisqartiradi. Pivo va oziq-ovqat sanoati sirkulyatsiyasi isitgichlari uchun tasdiqlangan dala ma'lumotlari xlorid bilan ifloslangan 50% PG tizimlarining ko'pchiligi uchun optimal 1,4 dan 1,8 mm gacha ekanligini ko'rsatadi.

Har xil oqim rejimlari uchun tasdiqlangan qalinlik bo'yicha tavsiyalar

Oqim tezligi har doim 1,0 m/s dan yuqori bo'lishini ta'minlash mumkin bo'lgan joyda, qalinligi 1,5-1,7 mm 2000 ppm xloridlar mavjudligida besh yil davomida ishonchli xizmat ko'rsatadi. O'rtacha qalinligi normal vatt zichligida qobiq haroratini 120 darajadan past ushlab turadi va turbulent oqim sirtdagi xlorid konsentratsiyasini oldini oladi. Vaqti-vaqti bilan oqimga ega tizimlar yoki ba'zi operatsion bosqichlarda oqim 0,5 m / s dan kam bo'lishi mumkin bo'lgan tizimlar uchun minimal tasdiqlangan qalinligi 1,8-2,0 mm ni tashkil qiladi. Ushbu qo'shimcha metall korroziyaga qarshi emas, balki past oqim hodisalari paytida yuzaga keladigan tez chuqurlikka bardosh beradi. Shu bilan birga, 2,0 mm bo'lgan devor uchun vatt zichligi past oqimda g'ilofning harorati 135 darajadan past bo'lishi uchun 5-6 Vt / sm2 bilan cheklanishi kerak. Agar kosmik yoki isitish quvvati cheklovlari tufayli vatt zichligini kamaytirishning iloji bo'lmasa, korroziyaning termal tezlashishini oldini olish uchun qalinligi 1,5-1,6 mm gacha cheklanishi kerak va tizim egasi qisqargan xizmat muddatini uch yildan to'rt yilgacha qabul qilishi kerak{17}} zanglamaydigan po'latdan foydalanish tavsiya etilmaydi. qalinligidan qat'iy nazar. Turg'un sharoitlarda mahalliy qaynatishdan qochib bo'lmaydi va yuqori sirt harorati, xlorid miqdori va mexanik pufakcha ta'siri bir-ikki yil ichida har qanday amaliy qalinlikdan o'tadi. Bunday sharoitda titanium qoplamasi yoki Incoloy 825 isitgichi belgilanishi kerak.

Korroziya sinovi va dala ma'lumotlari orqali tekshirish

Qalinligi bo'yicha yuqoridagi tavsiyalarni tasdiqlovchi uchta dalil manbalari quyidagilardir: chuqurlik chuqurligi 0,2-0,3 mm/yil aralashtirilgan sinovlarda (yuqori oqim) va 0,5-0,8 mm/yil aralashtirilmagan sinovlarda (past oqim) laboratoriyada immersion sinovi paytida 316 zanglamaydigan po'latdan Na50% 0Cm PG 0 m gacha bo'lgan. 90 daraja. Ikkinchidan, xlorid darajasi 1500-2500 ppm da qayd etilgan oziq-ovqat zavodining glikol halqalarida uch-besh yildan so'ng ishdan chiqarilgan sirkulyatsiya isitgichlarining dala tekshiruvlari shuni ko'rsatadiki, devorlari 1,5-1,6 mm va turbulent oqimga ega bo'lgan agregatlarda chuqurning maksimal chuqurligi 0,4-0,7 mm ni tashkil qiladi, devorda etarli qoldiq qoladi. Devorlari 2,0-2,2 mm bo'lgan va yomon oqimga ega bo'lgan birliklar 0,8-1,2 mm chuqurlik chuqurligiga ega, chunki kamroq bardoshli material emas, balki devor qalinligining oshishi sirt haroratini oshirib, hujumni tezlashtirdi. Uchinchidan, 80-100 daraja xlorid bilan ifloslangan PGdagi 316 zanglamaydigan po'latdan elektrokimyoviy qutblanish skanerlari chuqurlik potentsiali 100 darajadan keskin pasayib ketishini ko'rsatadi, bu esa g'ilofning haroratini ushbu chegaradan pastroq saqlash qalinlik qo'shishdan ko'ra muhimroq ekanligini tasdiqlaydi.

Xulosa: Ishonchli xizmat ko'rsatish uchun tasdiqlangan qalinlik diapazoni

50% propilen glikolda 2000 ppm xloridli 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan oqim isitgichlari uchun qoplama qalinligini past oqim sharoitida 90 daraja haroratda aniqlash uchun tasdiqlangan diapazon chuqurlikka qarshilik va termal tezlashuvni muvozanatlash uchun talab qilinadi. Yaxshi dizayndagi, oqim tezligi 1,0 m/s va vatt zichligi 6-8 Vt/sm2 bo'lgan tizimlar uchun qalinligi 1,5-1,7 mm bo'lganligi tasdiqlangan 5 yillik xizmat muddatini beradi. Oddiy ishlaydigan oqim tezligi 0,5 m / s dan past bo'lgan tizimlar uchun qalinligi 1,8-2,0 mm gacha oshirilishi kerak, lekin faqat vatt zichligi bir vaqtning o'zida 5-6 Vt / sm² ga kamaytirilsa. Qalinligidan qat'i nazar, 316 zanglamaydigan po'latdan oqimning turg'unligi yuzaga kelishi mumkin bo'lgan hech qanday tizim qabul qilinmaydi. Ushbu qiyin muhit uchun isitgichni belgilaydigan muhandislar nafaqat devor qalinligini, balki eng past ruxsat etilgan oqim tezligini, maksimal vatt zichligini va xizmat ko'rsatish vaqtida kuzatilishi kerak bo'lgan tekshirish usulini (kupon sinovi yoki elektrokimyoviy monitoring) ham belgilashlari kerak. Bu devor qalinligini xlorid bilan ifloslangan glikol tizimlarida chuqurlikka chidamlilik va termal ishlash bilan bevosita bog'liq bo'lgan korroziyani boshqarishning tasdiqlangan usuliga asosiy o'lchov talabini o'zgartiradi.