O dan Pa Gyfuniad Penodol o Lefel Ocsigen Toddedig a Chyflymder Llif Sy'n Gwneud 316 Gwain Gwresogydd Dur Di-staen yn Trawsnewid o Goddefol i Erydiad-Cydrydiad mewn Dŵr Tymheredd Uchel-Tymheredd Dŵr

Tynnu'r ffilm goddefol yn fecanyddol fel mecanwaith methiant

Erydiad-cyrydiad tiwbiau gwresogi trydan wedi'u gorchuddio â 316 o ddur gwrthstaen a'u trochi mewn dŵr tymheredd uchel (80-100 gradd ) sy'n cynnwys solidau crog neu a weithredir ar gyflymder llif uchel. Mae'r ffilm oddefol naill ai'n gyfan neu'n cael ei thynnu'n fecanyddol gan erydiad gan ddibynnu ar y cyfuniad o lefel ocsigen toddedig a chyflymder hylif. Mae'r haen oddefol yn ail-ffurfio mor gyflym ag y caiff ei thynnu ac mae'r cyfraddau cyrydiad yn is na 0.05 mm y flwyddyn o dan y trothwyon critigol. Yn uwch na'r gyfradd gritigol, mae'r gyfradd symud fecanyddol yn fwy na'r gyfradd adfywiad ac mae'r golled fetel yn cael ei chyflymu i 1 i 5 mm y flwyddyn, sy'n ddigon i dyllu wal 1.5 mm o drwch mewn 3 i 18 mis. Mae'r papur hwn yn amcangyfrif trothwyau cyflymder-ocsigen toddedig ar gyfer cychwyn erydiad-cyrydiad ar 316 o weinau ac yn cyflwyno cyngor dylunio dynameg hylif ar gyfer gwasanaeth dibynadwy.

Mecanwaith Cyplu Electrocemegol-Mecanyddol

Mae cyrydiad erydiad 316 o ddur di-staen mewn dŵr yn gofyn am dri pheth: hylif yn llifo dros yr arwyneb metel i gynhyrchu straen cneifio, digon o ocsigen toddedig i gynnal gweithgaredd cathodig, a naill ai gronynnau sgraffiniol crog neu swigod cyflymder uchel a all darfu'n fecanyddol ar y ffilm oddefol. Mewn dŵr glân, gyda chyflymder uchel a dim gronynnau, gall y ffilm oddefol aros yn gyfan gan nad yw'r grym cneifio yn unig (hyd at 10-20 Pa) yn fwy na chryfder adlyniad y ffilm. Fodd bynnag, ar tua 2 ppm ocsigen toddedig, mae'r gyfradd atafaelu yn gostwng a gall hyd yn oed straen cneifio ysgafn atal ffurfio ffilm sefydlog. Ar y llaw arall, gyda chynnwys ocsigen toddedig uchel (dros 5 ppm) mae'r atdafiad yn gyflym a gall y ffilm wrthsefyll mwy o gyflymder. Mae'r amodau gwaethaf ar lefelau ocsigen canolraddol (0.5-2 ppm) lle mae'r adferiad yn raddol ond mae digon o gerrynt cathodig i hyrwyddo diddymiad anodig mewn unrhyw safle metel noeth.

Erydiad Meintiol-Trothwyon Cyrydiad 316 ar 90C

Mae profion electrod dolen llif a silindr cylchdroi gyda 316 o sbesimenau dur di-staen mewn dŵr 90 gradd (pH 7.5, clorid 100 ppm) wedi pennu'n systematig y cyflymder llif a'r cyfuniadau ocsigen toddedig sy'n arwain at gyfraddau erydiad sy'n fwy na 0.1 mm y flwyddyn.

Ocsigen Toddedig (ppm) Cyflymder Llif (m/s) Solidau Ataliedig (ppm, 50 µm silica) Erydiad-Cyfradd Cyrydiad (mm/blwyddyn)|Amser i Drydylliad (wal 1.5 mm) Mecanwaith a Argymhellir<0.05 >30 years Passive Yes >5 3-5 0 0.05-0.10 15-30 years Marginal Acceptable >5 5-8 0 0.10-0.25 6-15 years Transition Monitor >5 >8 0.25-0.50 3-6 yrs Erydiad-cyrydiad Ddim yn ddoeth
2-5 <2 0.05-0.10 15-30 yearsAcceptable Yes 2-5 2-4 0 0.10-0.20 7-15 years MarginalAcceptable on inspection
2-5 4-6 0.20-.40 4-7 mlynedd Erydiad-Cyrydol Heb ei argymell ar gyfer y tymor hir
1-2 <1 0 0.10-0.20 7-15 yr.Instability of passive filmAcceptable with low chloride
1-2 1-2 0 0.20-0.50 3-7 mlynedd Rheolaeth gymysg Heb ei argymell
0.5-1 <0.5 0 0.15-0.30 5-10 yearsLow oxygen corrosion Marginal 0.5-1 >0.5 0 0.30-1.00 1.5-5 mlynedd Cyrydiad erydiad Annerbyniol<0.5 Any 0 >0.50 <3 years Active corrosion (deaerated) Unacceptable >5 2-3 100 0.15-0.30 5-10 mlynedd Erydiad gronynnau Derbyniol ar gyflymder isel5 3-5 100 0.30-0.70 2-5 mlynedd Erydiad eithafol Heb ei argymell5 5-8 100 0.70-2.00 1-2 mlynedd Annerbyniol Na
Ardrawiad Swigen ac Effeithiau Solidau Ataliedig

Mae solidau crog yn lleihau'r trothwy cyflymder erydiad-cyrydiad yn sylweddol. Ar gyflymder llif mor isel â 2-3 m/s, gall dŵr â 100 ppm o ronynnau onglog caled (ee tywod neu silica) erydu'r ffilm goddefol ar 316 gan arwain at gyfraddau colli metel 3-5 gwaith yn fwy na'r rhai â dŵr glân ar yr un cyflymder. Nid llif unffurf yw'r sefyllfa fwyaf niweidiol ar gyfer gwain gwresogyddion, ond gwrthdaro lleol ar droadau, penelinoedd neu i fyny'r afon o thermowells lle mae'r llif yn cyflymu a gronynnau'n taro'r wyneb. Mae swigod nwy (o gavitation neu fflachio) yn yr un modd yn achosi difrod erydiad. Os yw'r cais yn hysbys am ronynnau crog, mae'r cyflymder llif uchaf a argymhellir ar gyfer 316 o wain yn disgyn i 1.5-2.0 m/eiliad waeth beth fo lefel yr ocsigen toddedig.

Argymhellion Dylunio Ymarferol ar gyfer Gwasanaeth Llif Uchel

Three design solutions prevent erosion-corrosion for 316 encased heaters in high-flow water systems (pumped circulation loops, heat exchangers, and cooling towers). The first method is to place the heater in a flow bypass or stilling well to reduce the local velocity at the sheath to less than 1 m/s while maintaining bulk flow in the main pipe. The second is to place the heater parallel to flow (axial alignment) rather than perpendicular, so that the drag force and shear stress are reduced by a ratio of 5-10. The third is to specify a thicker sheath wall (2.0 to 2.5 mm) to offer more corrosion allowance but this does not prevent initiation of erosion corrosion. If high velocity (>3 m/s) ac ocsigen toddedig isel (< 2 ppm) are unavoidable in the system, then duplex 2205 stainless steel or Alloy 625 should be considered for upgrade.

Cydnabod Maes o Erydiad – Difrod Cyrydiad

Mae nodweddion arwyneb sy'n nodweddiadol o erydiad-cyrydiad gwresogyddion mewn-gwasanaeth llif uchel yn wahanol i nodweddion cyrydiad tyllau neu agennau. Mae'r ardal sydd wedi'i difrodi fel arfer yn llyfn, yn gaboledig neu'n edrych yn 'dŵr', yn aml gyda rhigolau cyfeirio yn gyfochrog â chyfeiriad y llif (pyllau siâp pedol neu gomed). Mae colled metel yn cael ei wasgaru dros y rhanbarth sydd wedi'i ddifrodi, yn lle un twll crynodedig. Ac ar chwyddiad uchel, mae'r wyneb yn arddangos anffurfiad plastig a smeario metel, nid yw'r agweddau crisialog o SCC na'r pyllau crwn o byllau clorid. Dylid amau ​​​​erydu-os yw'r gwresogydd wedi bod mewn gwasanaeth am fwy na 1-2 flynedd mewn dŵr gyda chyflymder mwy na 3m/s ac ocsigen toddedig yn llai na 2 ppm. I gymryd lle, rhaid mesur a gostwng y cyflymder llif yn safle'r gwresogydd i fod o fewn y parth diogel yn y tabl uchod.

Casgliad: rheoli llif ac ocsigen ar gyfer dibynadwyedd 316 gwain

Mae erydiad 316 o wresogyddion wedi'u gorchuddio â dur di-staen mewn gwasanaeth dŵr tymheredd uchel yn dechrau pan nad yw'r cyflymder llif a lefel yr ocsigen toddedig yn ddigon i ganiatáu creu haen oddefol sefydlog. Mewn dŵr glân gydag ocsigen toddedig yn fwy na 5 ppm, caniateir cyflymder llif hyd at 5 m/s. Mae'r cyflymder uchaf ar ocsigen toddedig 2-5 ppm yn disgyn i 3-4 m/eiliad. Mae metel yn cael ei golli ar gyfraddau cyflymach ar gyflymder uwch na 1 m/eiliad pan fydd ocsigen toddedig o dan 2 ppm. Mae gronynnau crog yn is a ganiateir gan ffactor o 2 i 3. 316 Ar gyfer cyflymder llif, darlleniadau ocsigen toddedig ac o'u cymharu â'r trothwyon a ddangosir yn y tabl uchod, mae'n rhaid i wainiau a ddynodwyd ar gyfer systemau cylchrediad pwmp gael eu mesur neu eu cyfrifo'n lleol ar yr arwyneb gwresogi. Mae'r dull a gynigir yma yn galluogi'r prynwyr i ddylunio amodau llif sy'n cynnal y gorchudd goddefol ac yn osgoi teneuo waliau cyn pryd, trwy gysylltu ocsigen toddedig, cyflymder a llwytho gronynnau â chyfraddau meintiol erydiad-cyrydiad.