אסטרטגיית ניתוח ובקרה של קורוזיה בנקודת רתך חלשה עבור צינורות חימום טיטניום

הקישורים המבניים והנגדים-החלשים ביותר בצינורות חימום טיטניום טהורים הם עמדות הריתוך. על פי נתונים סטטיסטיים על כשל בציוד התסיסה, הריתוכים והאזורים המושפעים מהחום שלהם הם האתרים של למעלה מ-70% מדליפת צינורות טיטניום ותאונות שברים. הסיבות העיקריות לתדירות המוגברת של כשל קורוזיה ריתוך בהשוואה לקורוזיה אחידה של גוף הצינור הן שינויים במבנה המטאלוגרפי, שקיעת סרט פסיבית לא אחידה ולחץ ריתוך שיורי. מאמר זה בוחן את הגורמים הבסיסיים לפגיעות ריתוך ומציע אסטרטגיות מניעה ובקרה מקיפות, החל מריתוך, ליטוש ופסיבציה ועד לפעולה יומיומית.

הגורם העיקרי לפגיעות קורוזיה של ריתוך הוא ההבדל המבני המטאלוגרפי. מתכת הטיטניום ליד הריתוך נתונה לחימום מהיר ולכיבוי במהלך-ריתוך קשת ארגון בטמפרטורה גבוהה, מה שמוביל למבנה גרגר גס וגבולות גרגרים לא מסודרים. אזור הריתוך מפגין רמה גבוהה יותר של פעילות מתכת ורמה נמוכה יותר של עמידות בפני קורוזיה בהשוואה לגרגר העדין האחיד של גוף הצינור. הריתוך הוא אזור הכשל הראשוני של צינור החימום כולו, מכיוון שהוא מייצר בעיקר מיקרו-קורוזיה וקורוזיה בין-גרגירית תחת ההשפעה המתחלפת של חומצה אורגנית, יון כלוריד וחומצת CIP-.

גורם משמעותי נוסף התורם לכשל מואץ הוא לחץ ריתוך שיורי. מתח מתיחה נוצר על ידי כיווץ קירור ריתוך, אשר מפעיל כוח מתמשך על הסרט הפסיבי המקומי. משטח הריתוך מאופיין במספר סדקים מיקרו כתוצאה מחוסר יכולתו של סרט תחמוצת טיטניום השביר לעמוד במחזורי מתח לטווח ארוך. נזק לצימוד קורוזיה מתח נוצר כאשר המדיום המאכל חודר דרך פגמי פיסורה ושחוק את המטריצה. המיקרו-סדקים מתרחבים בהדרגה וחודרים בסופו של דבר אל דופן הצינור במהלך מחזוריות תרמית של ייצור-לטווח ארוך.

פגמים בריתוך מחמירים עוד יותר על ידי טיפול בלתי סביר לאחר-ריתוך. צינורות מוגמרים רבים שומרים על החתך החד, חיזוק הריתוך וצבע תחמוצת הריתוך ללא צורך בליטוש. האזורים המתים של תת--המשקל מתים נוצרים כתוצאה משאריות אבנית וקיפאון בועות הנגרמות על ידי המשטח הלא אחיד במהלך הפעולה. בנוסף, הפוטנציאל הבלתי עקבי בין הריתוך לגוף הצינור נבע מפסיבציה מקומית לא מלאה של ריתוכים, שהאיצה את שחיקת הריתוך וגרמה לקורוזיה גלוונית בתוך אותו צינור.

כישלון הזדקנות הריתוך מוחמר על ידי פרמטרי פעולה לא נאותים. הסרט הפסיבי הדק של ריתוכים ייפגע בעיקר על ידי התחממות יתר של-הספק במהלך ההפעלה, טמפרטורת ניקוי מופרזת והשריית חומצה לטווח ארוך-. אזור הריתוך נמצא ללא הרף במצב קורוזיה- בסיכון גבוה עקב הבלאי המקומי המתמשך ואובדן הסרט הנגרם מהצטברות בועות בקשת העליונה של הריתוך ותמיכה בחיכוך שחול.

יש ליישם בקרת תהליכים מלאה-תוקנית על מנת למנוע סיכונים בנקודות תורפה של ריתוך. כדי למנוע חמצון ריתוך וזיהום חנקן במהלך תהליך הריתוך, יש להשתמש רק בהגנה דו-צדדית-בטוהר ארגון, וכתוצאה מכך להיווצרות ריתוך לבן-כסף ללא שכבות חמצון כחולות ושחורות. על מנת למגר חתך, חיזוק ופינות חדות, יש ללטש את כל הריתוכים למעבר קשת חלק לאחר הריתוך. תהליך זה משחזר שטוחות פני השטח אחידה התואמת את גוף הצינור.

אזורי ריתוך מחייבים טיפול פסיבציה ממוקד משופר. בצע פסיבציה משנית מקומית על ריתוכים כדי לתקן פגמים פוטנציאליים ולאזן את הפרש הפוטנציאל בין הריתוך לגוף הצינור לאחר הפסיבציה הכוללת. כדי למנוע התחממות יתר ושחיקת חומצה לטווח ארוך-של ריתוכים, יש לווסת בקפדנות את צפיפות כוח החימום ואת פרמטרי הניקוי במהלך הפעולה היומית. על מנת לזהות פגמים מוקדמים של microcrack, התרכז בזיהוי של עובי דופן הריתוך ופגמים בזרם מערבולת במהלך תחזוקה שוטפת.

לסיכום, הריתוכים הם נקודות האנטי--החלשות מהותית של צינורות חימום טיטניום. כשל קורוזיה מועדף הוא תוצאה של הבדלים מבניים, מתח שיורי וטיפול לא שלם לאחר-ריתוך. סטנדרטיזציה של הגנת ריתוך, ליטוש חלק, פסיבציה משופרת וזיהוי ממוקד יכולים לשפר משמעותית את יציבות הריתוך, להפחית ביעילות את סיכוני הדליפה ולהאריך את חיי השירות הכוללים של מכלולי צינורות חימום טיטניום בסדנאות תסיסה.