Nima uchun yuqori oqimdagi uglerod po'latidan zang zarralarining mavjudligi sho'r suvda titaniumli isitgichning so'nggi qopqog'ining galvanik korroziyasini keskin tezlashtiradi?

Titan immersion isitgichlar odatda yuqori oqimdagi uglerod po'lat quvurlari, tanklar yoki issiqlik almashinuvchilari bo'lgan sho'r suv tizimlarida qo'llaniladi. Brinda uglerod po'lati tabiiy korroziyaga uchraydi, bu zang zarralarini, asosan temir oksidlarini (Fe2O3, Fe3O4) va oksigidroksidlarni hosil qiladi. Ushbu zarralar sho'r suv oqimi bilan tashiladi va oxir-oqibat titaniumli isitgichning so'nggi qopqog'i kabi tizim ichidagi sirtlarga to'planadi. Qopqoq odatda isitish trubasining uchida payvandlangan yopilish bo'lib, ko'pincha bir xil titaniumdan qurilgan, lekin boshqa sirt qoplamasi bilan. Elektrolitda (sho'r) titanga to'plangan zang zarralari galvanik hujayra hosil qiladi. Xlorid eritmalarida zang elektrokimyoviy jihatdan titanga nisbatan olijanob bo'lib, dam olish potentsiali 200-400 mV musbatroqdir. Natija - har bir zang zarrasini o'rab turgan titanning tez lokalizatsiya qilingan korroziyasi, natijada so'nggi qopqoqning chuqurlashishi va teshilishiga olib keladi.

Zangdan kelib chiqqan galvanik korroziyaning elektrokimyoviy mexanizmi

3–5% NaCl sho‘r suvidagi titan TiO₂ qatlami tufayli Ag/AgCl ga nisbatan taxminan +0.1 dan +0.3 V gacha passiv potentsialga ega. Zang zarralari, xususan, magnetit (Fe3O4) yarim o'tkazuvchan va Ag/AgCl ga nisbatan +0.5 dan +0.7 V gacha aralash potentsialga ega. Keyin zang zarrasi titanium yuzasiga tushganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektrolitlar tomonidan yopiladi. Zang zarrasi katod boʻlib xizmat qiladi, bu yerda kislorodning qaytarilishi sodir boʻladi: O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ Zarracha yonidagi titan anod vazifasini bajaradi va Ti⁴⁺ sifatida eriydi. Anodik mintaqa juda cheklangan, ko'pincha zang konidan 1-2 zarracha diametri ichida. Yiliga 1-5 mm tezlikda titanni eritish uchun anoddagi oqim zichligi 1-5 mA / sm2 gacha bo'lishi mumkin. So'nggi qopqoq ayniqsa sezgir, chunki u ko'pincha o'zgaruvchan sirt qoplamasi (payvandlangan va tuzlangan trubka kabi) va zang zarralari to'planishi mumkin bo'lgan payvand chokida yoriqlar bo'lishi mumkin.

Zang zarralari tomonidan korroziya tezligining tezlashishini miqdoriy aniqlash

5% NaCl sho'r suvida 2-darajali titanium so'nggi qopqoq kuponlarining korroziya darajasi 50 daraja nazorat ostida sinov sozlamalari ostida quyidagi zang zarralari uchun aniqlangan:

Toza sho'r suv, zang zarralari yo'q: Passiv oqim zichligi 0,05–0,10 mkA/sm2. Korroziya tezligi yiliga 0,01 mm dan kam. Qopqoq 5000 soatdan keyin ham porloq va-zanglanmagan.

10 ppm da qo'llaniladigan zang zarralari doimiy ravishda oqadi: Korroziya darajasi yiliga 0,08-0,15 mm. 1000 soatdan keyin chuqurlik chuqurligi 20-50 mkm bo'lgan zarrachalar bilan aloqa qilish joylarida lokalizatsiya qilingan chuqurchalar.

Zang zarralari 50 ppm da oqim korroziya tezligini 0,3-0,6 mm / yilga oshirdi. 1000 soatdan keyin chuqurning chuqurligi 100–200 mkm. Oxirgi qopqoq zarracha konlarini o'rab turgan aniq rangga ega.

200 ppm tezlikda qo'shilgan zang zarralari, oqishi: Korroziya darajasi 1,0-2,0 mm/yil. 1000 soatdan keyin chuqurning chuqurligi 300-600 mkm oralig'ida. 1,0 mm devorning so'nggi qopqog'ining teshilishi 500 dan 1000 soatgacha.

Gorizontal so'nggi qopqoqda zang zarralarining cho'kishi (turg'un cho'kindi) Mahalliy korroziya darajasi > 5 mm/yil. 3-6 oy ichida 1,2 mm standart so'nggi qopqoqni to'liq teshilish. Chuqur chuqurlik payvand chokining issiqlik ta'sirlangan zonasiga kiradi.

Zang zarralari ta'siridan himoya qilish strategiyasi

Quyidagi jadvalda yuqoridagi uglerodli po'lat korroziya va sho'r suv oqimi holatlarida titaniumli isitgichning so'nggi qopqoqlarini himoya qilish uchun qaror daraxti keltirilgan.

Yuqori oqimdagi uglerod po'latining holati va sho'r suv oqimi Tavsiya etilgan so'nggi qopqoqni himoya qilish strategiyasi 2-rasm. Asosiy asoslar va galvanik korroziyani yumshatish
New carbon steel with less corrosion and high flow (>1 m/s)Standart, silliq payvand choki, 2-darajali so'nggi qopqoqFlow zarrachalarning cho'kishiga to'sqinlik qiladi. 3 yildan 5 yilgacha xizmat qilish muddati uchun maqbul xavf
Kichkina korroziyaga ega eskirgan karbonli po'lat (50-100 ppm), intervalgacha oqim PTFE qoplamali (0,5 mm qalinlikdagi) so'nggi qopqoq Qoplama titanni zang zarralaridan elektr izolyatsiya qiladi. Har 2 yilda bir marta qoplama.
Heavy corrosion upstream (>200 ppm), past oqim/turg‘un zonalar. O‘z-o‘zidan tozalanadigan nishabli-so‘nggi qopqoq dizayni (min. 45 daraja). Nishabli uchi zarrachalar hosil bo‘lishini to‘xtatadi-. Gorizontal hech narsa yo'q. Zang zarralarini ushlash uchun yuqori oqim filtrini o'rnating.
Qopqog'i zang qoldiqlarini ko'rsatadigan mavjud isitgich. Darhol 5% limon kislotasi bilan artib oling va qurbonlik uchun sink anodini o'rnating. Oxirgi qopqoqqa qo'llaniladigan sink anod (10 g) galvanik juftlikni o'zgartiradi. Yillik anodni almashtirish.
Isitgichning ishdan chiqishiga chidab bo'lmaydigan jiddiy xizmat. Elektr jilolangan qoplamali 7-darajali titan so'nggi qopqoq Palladiyning qo'shilishi titanning salohiyatini yaxshilaydi va galvanik korroziyaning harakatlantiruvchi kuchini kamaytiradi. Maksimal ishonchlilik.
Qopqoqni himoya qilishdan tashqari muhandislik

Ikkilamchi himoya - bu so'nggi qopqoq devorining qalinligi Kattaroq so'nggi qopqoq (2,0 mm va 1,2 mm) teshilish vaqtini oshiradi, lekin korroziya tezligini kamaytirmaydi. Qopqoqning so'nggi geometriyasi muhimroqdir, gumbazli yoki konussimon uchi qopqoqlar zarralarni to'kadi, tekis uchi qopqoqlar konlarni to'playdi. Quvur va qopqoq o'rtasidagi payvand choki silliq bo'lishi va zarrachalar ushlanib qolishi mumkin bo'lgan yoriqlarsiz bo'lishi kerak. 50 mkm dan katta zang zarralarini olib tashlash uchun yuqori oqimda filtrlash oxirgi qopqoqning ishlash muddatini 5 dan 10 barobarga oshirishi mumkin. Magnetit ferrimagnitdir. Shuning uchun isitgichning yuqori oqimidagi sho'r suv liniyasidagi magnit tuzoq magnetit zarralarini tanlab chiqaradi.

Axborotlashtirilgan spetsifikatsiyani yaratish

Uglerodli po'lat komponentlarning quyi oqimida sho'r suv bilan ishlash uchun titanli isitgichni loyihalashda yuqori oqimdagi zarrachalarni filtrlash (nominal 50 mkm) yoki magnit separator talablarini kiriting. Yassi uchi qopqoq o'rniga gumbazli yoki konussimon qopqoqni tanlang. Mavjud o'rnatishlar: har chorakda boroskop yordamida so'nggi qopqoqlarni tekshiring. Agar zang rangli qatlamlar-bo'lsa, tezda kuchsiz kislota (5% limon yoki 10% sirka kislotasi) bilan tozalang va ultratovushli qalinlik o'lchagich bilan chuqurlik chuqurligini tekshiring. Og'ir zanglagan holatlarda yangi o'rnatishlar uchun to'liq isitgich uchun 7-darajali titanni belgilang, shu jumladan so'nggi qopqoq va so'nggi qopqoqqa titan sim bilan biriktirilgan qurbonlik sink anodini qo'shing. Sink anod titanni katta salbiy potentsialga polarizatsiya qiladi va zang zarralari bilan galvanik harakatlantiruvchi kuchni yo'q qiladi. Tizim darajasida zang zarralari bilan ifloslanish muammosini hal qilish orqali muhandis, aks holda korroziyaga chidamli titanium isitgichlar{11}}koʻpincha soʻnggi qopqoqning muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib keladigan tez, yuqori darajada lokalizatsiya qilingan korroziyadan qochadi.