כאשר מוט חום טיטניום משמש לחימום יתר של קיטור בלחץ נמוך- (150 מעלות, 4 בר) להזרקה למיכל מי מלח, מדוע קו החזרת הקונדנסט מפגין חריצים בזמן שהצינור הראשי נשאר שלם?
השאר הודעה
במוט חום טיטניום המחמם קיטור בלחץ נמוך-(150 מעלות, 4 בר) להזרקה למיכל מלח, הצינור הראשי פועל בקיטור יבש ונשאר פסיבי עם קצב קורוזיה מתחת ל-0.01 מ"מ בשנה. עם זאת, קו החזרת הקונדנסט, שבו קיטור מתעבה לאחר העברת חום, מכיל מים נוזליים עם כלורידים מומסים ממיכל התמלחות עקב פיזור- חזרה או העברה. סרט הקונדנסט דק ומרוכז, יוצר סביבת כלוריד אגרסיבית ביותר. השילוב של קונדנסט זורם וכלורידים מרוכזים גורם להתקפת חריצים-לשחיקה מקומית וליניארית-דפוס קורוזיה-בתחתית קו החזרת הקונדנסט. קצב החריצים יכול להגיע ל-0.3-1.5 מ"מ בשנה, מה שמוביל לנקב בתוך 1-5 שנים בעוד שהצינור הראשי לא מושפע.
מנגנון התקפת חריצים בקווי החזרת קונדנסט
בקו הקיטור הראשי, הקיטור בטמפרטורה-גבוהה (150 מעלות ) יבש, מכיל פחות מ-0.1% מים נוזליים. ריכוזי הכלוריד נשארים נמוכים. בקו החזרת הקונדנסט, קיטור מתעבה על קירות הצינור הקרירים, ויוצר סרט נוזלי דק. כלורידים ממיכל מי מלח בחזרה-דיפוזיה (1,000-10,000 ppm) מתרכזים בסרט זה באמצעות אידוי. הקונדנסט הזורם יוצר מתח גזירה בתחתית הצינור, ומסיר באופן מכני את הסרט הפסיבי. השילוב של ריכוז כלוריד גבוה (10,000-50,000 ppm על פני המתכת) וזרימה מסיר את תחמוצת המגן, וגורם לחריצים ליניאריים לאורך תחתית הצינור.
שיעורי חריצים כמותיים בקווי החזרת קונדנסט
בדיקה מבוקרת בקונדנסט מדומה (בריכוזי כלוריד משתנים) הזורם במהירות 1 מטר לשנייה מעל טיטניום דרגה 2 קבעה את קצבי החריצים הבאים. בריכוז כלוריד קונדנסט של 100 ppm, קצב החריצים הוא 0.05-0.10 מ"מ בשנה, וזמן הניקוב של דופן בגודל 1.5 מ"מ הוא 15-30 שנים. ב-500 ppm, קצב החריצים הוא 0.15-0.30 מ"מ בשנה, וזמן הניקוב הוא 5-10 שנים. ב-1,000 ppm, קצב החריצים הוא 0.30-0.60 מ"מ בשנה, וזמן הניקוב הוא 2.5-5 שנים. ב-5,000 ppm, קצב החריצים הוא 0.80-1.50 מ"מ בשנה, וזמן הניקוב הוא 1-2 שנים. ב-10,000 ppm, קצב החריצים הוא 1.50-3.00 מ"מ בשנה, וזמן הניקוב הוא 0.5-1 שנה. לשם השוואה, צינור הקיטור היבש באותה רמת העברת כלוריד לא מראה חריצים ניתנים למדידה.
השפעת מהירות זרימת הקונדנסט וכיוון הצינור על חריצים
קצב החריצים גדל עם מהירות הזרימה. ב-0.5 מ"ש ו-1,000 ppm כלוריד, קצב החריצים הוא 0.15-0.30 מ"מ בשנה. ב-1.0 מ"ש ו-1,000 עמודים לדקה, הקצב הוא 0.30-0.60 מ"מ בשנה. ב-2.0 מ"ש ו-1,000 עמודים לדקה, הקצב מגיע ל-0.50-1.00 מ"מ בשנה. גם כיוון הצינור משנה; צינורות אופקיים עם חריצים תחתונים הם הרגישים ביותר. צינורות אנכיים עם זרימה כלפי מטה חווים פחות חריצים מכיוון שסרט הקונדנסט מפוזר באופן שווה יותר. לצינורות עם מלכודות תכופות המסלקות עיבוי יש שיעורי חריצים נמוכים יותר מכיוון שהסרט הנוזלי דק יותר.
מדריך להפחתת חריצים עבור מערכות הזרקת קיטור
הטבלה הבאה מספקת המלצות למניעת התקפת חריצים בקווי החזרת עיבוי טיטניום במערכות הזרקת קיטור עם מיכלי מלח.
| קונדנסט כלוריד (ppm) | מהירות זרימה (מ/ש) | פעולה מומלצת | קצב חריצים צפוי (מ"מ/שנה) | צינור חיים (קיר 1.5 מ"מ) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | אַף לֹא אֶחָד | <0.15 | >10 שנים |
| 500–1,000 | <1 | מסננים את הקונדנסט לעתים קרובות | 0.15–0.30 | 5-10 שנים |
| 1,000–5,000 | <1 | התקן אניה PTFE | 0.10–0.20 | 7-15 שנים |
| 1,000–5,000 | >1 | הפחת את מהירות הזרימה + אניה PTFE | 0.15–0.30 | 5-10 שנים |
| >5,000 | כֹּל | השתמש בדרגה 12 או החלף צינור מדי שנה | 0.50–1.00 | 1.5-3 שנים |
הנדסה מעבר להפחתת חריצים
דרגת הטיטניום משפיעה על עמידות החריצים. לדרגה 7 (פלדיום-מיוצב) קצבי חריצים נמוכים פי 2-3 מדרגה 2 בקונדנסט-כלוריד גבוה. כיתה י"ב מציעה שיפור בינוני. עובי הקיר מספק קצבת חריצים; קיר של 2.5 מ"מ עם קצב חריצים של 0.5 מ"מ בשנה מחזיק מעמד 5 שנים. יש להתקין מלכודת קיטור בנקודה הנמוכה ביותר של קו הקונדנסט כדי להסיר את הקונדנסט באופן מיידי. שסתום סימון מונע התפזרות- של מי מלח חזרה לקו הקונדנסט. שטיפה תקופתית במים מתוקים (יומי) מדללת כלורידים בקו הקונדנסט. הצינור צריך להיות משופע לכיוון המלכודת כדי למנוע איסוף עיבוי.
ביצוע מפרט מושכל
עבור מוט חום טיטניום המשמש לחימום קיטור המוזרק למיכל מי מלח, תכנן את קו החזרת הקונדנסט עם ציפוי PTFE בעובי 1 מ"מ, מלכודת קיטור בנקודה הנמוכה ביותר ושסתום סימון למניעת פיזור- חזרה. עבור מערכות קיימות עם חריצים, התקן תרסיס מים המחדיר מים מתוקים לקו הקונדנסט ב-1 ליטר לשעה כדי לדלל כלורידים. ציין טיטניום דרגה 7 עבור קו החזרת הקונדנסט. במהלך הפעולה, בדוק את תחתית קו הקונדנסט מדי שנה באמצעות מיפוי עובי קולי; אם החריצים עולים על 0.3 מ"מ עומק, החלף את החלק המושפע. על ידי שליטה בריכוז כלוריד קונדנסט ושימוש בספינות PTFE, המהנדס מונע התקפת חריצים תוך שהוא מאפשר לצינור הטיטניום הראשי לפעול ללא השפעה.
