Bir Tuzlu Su Tankına Enjeksiyon İçin Düşük-Basınçlı Buharı (150 derece, 4 Bar) Aşırı Isıtmak İçin Titanyum Isı Çubuğu Kullanıldığında, Ana Boru Sağlam Kalırken Yoğuşma Geri Dönüş Hattı Neden Yiv Açma Saldırısı Gösterir?
Mesaj bırakın
Tuzlu su tankına enjeksiyon için düşük-basınçlı buharı (150 derece, 4 bar) aşırı ısıtan titanyum ısı çubuğunda, ana tüp kuru buharda çalışır ve yılda 0,01 mm'nin altındaki korozyon oranıyla pasif kalır. Bununla birlikte, buharın ısı transferinden sonra yoğuştuğu yoğuşma dönüş hattı, geri difüzyon veya taşınma nedeniyle tuzlu su tankından gelen çözünmüş klorürlerle birlikte sıvı su içerir. Yoğuşma filmi ince ve konsantre olup oldukça agresif bir klorür ortamı yaratır. Akan yoğuşma suyu ve konsantre klorürlerin birleşimi, yoğuşma suyu dönüş hattının alt kısmında kanal açma saldırısına-yerel, doğrusal bir erozyona-korozyon desenine- neden olur. Yiv açma oranı yılda 0,3-1,5 mm'ye ulaşabilir ve ana boru etkilenmeden 1-5 yıl içinde delinmeye neden olur.
Kondens Dönüş Hatlarında Kanal Açma Saldırı Mekanizması
Ana buhar hattında, yüksek-sıcaklıktaki buhar (150 derece) kurudur ve %0,1'den az sıvı su içerir. Klorür konsantrasyonları düşük kalır. Yoğuşma suyu dönüş hattında buhar, soğutucu boru duvarlarında yoğunlaşarak ince bir sıvı filmi oluşturur. Tuzlu su tankının arka-difüzyonundan gelen klorürler (1.000–10.000 ppm) buharlaşma yoluyla bu filmde yoğunlaşır. Akan yoğuşma, borunun tabanında kayma gerilimi oluşturarak pasif filmi mekanik olarak ortadan kaldırır. Yüksek klorür konsantrasyonu (metal yüzeyde 10.000-50.000 ppm) ve akışın birleşimi koruyucu oksidi gidererek borunun tabanı boyunca doğrusal oyuklara neden olur.
Yoğuşma Suyu Dönüş Hatlarında Kantitatif Kanal Açma Oranları
Derece 2 titanyum üzerinde 1 m/s hızla akan simüle edilmiş kondensat (değişen klorür konsantrasyonları) ile yapılan kontrollü testler, aşağıdaki kanal açma hızlarını tespit etmiştir. 100 ppm'lik bir kondensat klorür konsantrasyonunda, oluk açma oranı yılda 0,05-0,10 mm'dir ve 1,5 mm'lik bir duvarın delinme süresi 15-30 yıldır. 500 ppm'de kanal açma hızı yılda 0,15–0,30 mm'dir ve delinmeye kadar geçen süre 5–10 yıldır. 1.000 ppm'de kanal açma hızı yılda 0,30–0,60 mm'dir ve delinmeye kadar geçen süre 2,5–5 yıldır. 5.000 ppm'de kanal açma hızı yılda 0,80–1,50 mm'dir ve delinmeye kadar geçen süre 1–2 yıldır. 10.000 ppm'de kanal açma hızı yılda 1,50–3,00 mm'dir ve delinmeye kadar geçen süre 0,5–1 yıldır. Karşılaştırma için, aynı klorür taşıma seviyesindeki kuru buhar ana borusunda ölçülebilir bir oyuk görülmez.
Yoğuşma Akış Hızının ve Boru Yönünün Yiv Açmaya Etkisi
Kanal açma hızı akış hızıyla birlikte artar. 0,5 m/s ve 1000 ppm klorürde kanal açma hızı yılda 0,15-0,30 mm'dir. 1,0 m/s ve 1000 ppm'de oran yılda 0,30-0,60 mm'dir. 2,0 m/s ve 1.000 ppm'de oran yılda 0,50–1,00 mm'ye ulaşır. Boru yönü de önemlidir; alttan yivli yatay borular en duyarlı olanlardır. Aşağıya doğru akışlı dikey borularda, yoğuşma filmi daha eşit bir şekilde dağıldığından daha az kanal açma yaşanır. Yoğuşmayı gideren sık tutuculara sahip borularda, sıvı film daha ince olduğundan yiv açma oranları daha düşüktür.
Buhar Enjeksiyon Sistemleri için Kanal Açma Azaltma Kılavuzu
Aşağıdaki tablo, tuzlu su tanklarına sahip buhar enjeksiyon sistemlerindeki titanyum yoğuşma suyu dönüş hatlarında kanal açma saldırısını önlemeye yönelik öneriler sunmaktadır.
| Kondensat Klorür (ppm) | Akış Hızı (m/s) | Önerilen Eylem | Beklenen Kanal Açma Hızı (mm/yıl) | Boru Ömrü (1,5 mm duvar) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Hiçbiri | <0.15 | >10 yıl |
| 500–1,000 | <1 | Yoğuşma suyunu sık sık boşaltın | 0.15–0.30 | 5-10 yıl |
| 1,000–5,000 | <1 | PTFE astarını takın | 0.10–0.20 | 7-15 yıl |
| 1,000–5,000 | >1 | Akış hızını azaltın + PTFE astar | 0.15–0.30 | 5-10 yıl |
| >5,000 | Herhangi | 12. Sınıf kullanın veya boruyu yıllık olarak değiştirin | 0.50–1.00 | 1,5–3 yıl |
Kanal Açmanın Azaltılmasının Ötesinde Mühendislik
Titanyum kalitesi kanal açma direncini etkiler. Derece 7 (paladyum-stabilize), yüksek-klorür yoğunlaşmasında Derece 2'ye göre 2–3 kat daha düşük kanal açma oranlarına sahiptir. 12. Sınıf orta düzeyde iyileşme sunar. Duvar kalınlığı kanal açma payı sağlar; Yılda 0,5 mm kanal açma oranına sahip 2,5 mm'lik bir duvar 5 yıl dayanır. Yoğuşmayı anında gidermek için yoğuşma hattının en alt noktasına bir buhar kapanı kurulmalıdır. Bir çek valf, tuzlu suyun yoğuşma hattına geri-difüzyonunu önler. Temiz suyla (günlük) periyodik yıkama, yoğuşma hattındaki klorürleri seyreltir. Yoğuşma suyunun birikmesini önlemek için boru kapana doğru eğimli olmalıdır.
Bilgiye Dayalı Bir Spesifikasyon Yapmak
Tuzlu su tankına enjekte edilen buharı aşırı ısıtmak için kullanılan titanyum ısı çubuğu için, yoğuşma suyu dönüş hattını 1 mm kalınlığında bir PTFE astar, en alt noktada bir buhar tutucu ve geri-difüzyonu önlemek için bir çek valf ile tasarlayın. Oluklu mevcut sistemler için, klorürleri seyreltmek üzere yoğuşma hattına saatte 1 L temiz su enjekte eden bir su spreyi takın. Yoğuşma suyu dönüş hattı için Grade 7 titanyum belirtin. Çalışma sırasında, ultrasonik kalınlık haritalaması kullanarak yoğuşma hattının tabanını yıllık olarak inceleyin; oyuk derinliği 0,3 mm'yi aşarsa etkilenen bölümü değiştirin. Mühendis, yoğuşma klorür konsantrasyonunu kontrol ederek ve PTFE astarları kullanarak, ana titanyum borunun etkilenmeden çalışmasına izin verirken oluk açma saldırısını önler.
