Zakaj se na povratni liniji kondenzata pojavi žlebljenje, medtem ko glavna cev ostane nedotaknjena, ko se za pregrevanje pare pod nizkim{0}}tlakom (150 stopinj, 4 bare) za vbrizgavanje v rezervoar za slanico uporablja toplotna palica iz titana?
Pustite sporočilo
V titanovi grelni palici, ki pregreva paro pod nizkim{0}}tlakom (150 stopinj, 4 bare) za vbrizgavanje v rezervoar slanice, glavna cev deluje v suhi pari in ostane pasivna s stopnjo korozije pod 0,01 mm na leto. Vendar povratni vod kondenzata, kjer para kondenzira po prenosu toplote, vsebuje tekočo vodo z raztopljenimi kloridi iz rezervoarja slanice zaradi povratne -difuzije ali prenosa. Kondenzatni film je tanek in koncentriran, kar ustvarja zelo agresivno kloridno okolje. Kombinacija tekočega kondenzata in koncentriranih kloridov povzroča napad žlebov-lokalno, linearno erozijo-korozijski vzorec-na dnu povratnega voda kondenzata. Hitrost utorov lahko doseže 0,3–1,5 mm na leto, kar povzroči perforacijo v 1–5 letih, medtem ko glavna cev ostane nedotaknjena.
Mehanizem napada žlebov v povratnih vodah kondenzata
V glavnem parnem vodu je visoko{0}}temperaturna para (150 stopinj) suha in vsebuje manj kot 0,1 % tekoče vode. Koncentracije klorida ostajajo nizke. V povratnem vodu kondenzata para kondenzira na stenah cevi hladilnika in tvori tanek tekoči film. Kloridi iz povratne -difuzije rezervoarja slanice (1.000–10.000 ppm) se koncentrirajo v tem filmu z izhlapevanjem. Tekoči kondenzat ustvarja strižno napetost na dnu cevi in mehansko odstranjuje pasivni film. Kombinacija visoke koncentracije klorida (10.000–50.000 ppm na kovinski površini) in pretoka odstrani zaščitni oksid, kar povzroči linearne utore vzdolž dna cevi.
Kvantitativne stopnje žlebljenja v povratnih vodah kondenzata
Nadzorovano testiranje v simuliranem kondenzatu (različne koncentracije klorida), ki teče s hitrostjo 1 m/s čez titan stopnje 2, je ugotovilo naslednje stopnje utorov. Pri koncentraciji kondenzata klorida 100 ppm je stopnja žlebljenja 0,05–0,10 mm na leto, čas do perforacije 1,5 mm stene pa 15–30 let. Pri 500 ppm je stopnja žlebljenja 0,15–0,30 mm na leto, čas do perforacije pa 5–10 let. Pri 1.000 ppm je stopnja žlebljenja 0,30–0,60 mm na leto, čas do perforacije pa 2,5–5 let. Pri 5.000 ppm je stopnja žlebljenja 0,80–1,50 mm na leto, čas do perforacije pa 1–2 leti. Pri 10.000 ppm je stopnja žlebljenja 1,50–3,00 mm na leto, čas do perforacije pa 0,5–1 leto. Za primerjavo, glavna cev za suho paro pri isti ravni prenosa klorida ne kaže merljivih utorov.
Vpliv hitrosti toka kondenzata in orientacije cevi na žlebljenje
Hitrost žlebljenja narašča s hitrostjo toka. Pri 0,5 m/s in 1000 ppm klorida je stopnja žlebljenja 0,15–0,30 mm na leto. Pri 1,0 m/s in 1000 ppm je hitrost 0,30–0,60 mm na leto. Pri 2,0 m/s in 1000 ppm hitrost doseže 0,50–1,00 mm na leto. Prav tako je pomembna orientacija cevi; vodoravne cevi z utori na dnu so najbolj dovzetne. Navpične cevi s tokom navzdol imajo manj utorov, ker je kondenzni film bolj enakomerno porazdeljen. Cevi s pogostimi lovilci, ki odstranjujejo kondenzat, imajo manjšo stopnjo utorov, ker je film tekočine tanjši.
Priročnik za zmanjšanje utorov za sisteme za vbrizgavanje pare
Naslednja tabela podaja priporočila za preprečevanje napada žlebov v povratnih vodih titanovega kondenzata v sistemih za vbrizgavanje pare z rezervoarji za slanico.
| Kondenzat klorid (ppm) | Hitrost pretoka (m/s) | Priporočeno dejanje | Pričakovana hitrost žlebljenja (mm/leto) | Življenjska doba cevi (1,5 mm stena) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Noben | <0.15 | >10 let |
| 500–1,000 | <1 | Pogosto odvajajte kondenzat | 0.15–0.30 | 5–10 let |
| 1,000–5,000 | <1 | Namestite PTFE oblogo | 0.10–0.20 | 7–15 let |
| 1,000–5,000 | >1 | Zmanjšajte hitrost pretoka + PTFE obloga | 0.15–0.30 | 5–10 let |
| >5,000 | katera koli | Uporabite razred 12 ali zamenjajte cev letno | 0.50–1.00 | 1,5–3 leta |
Inženiring poleg zmanjšanja utorov
Kvaliteta titana vpliva na odpornost na utore. Stopnja 7 (stabiliziran-paladij) ima 2–3-krat manjše stopnje utorov kot stopnja 2 v visoko-kloridnem kondenzatu. Razred 12 ponuja vmesno izboljšanje. Debelina stene zagotavlja dodatek za utore; stena debeline 2,5 mm z letno hitrostjo žlebljenja 0,5 mm traja 5 let. Na najnižji točki napeljave za kondenzat je treba namestiti parno zaporo, da se kondenz takoj odstrani. Kontrolni ventil preprečuje povratno-difuzijo slanice v kondenzat. Periodično izpiranje s svežo vodo (dnevno) razredči kloride v kondenzatnem vodu. Cev mora biti nagnjena proti sifonu, da se prepreči zbiranje kondenzata.
Izdelava informirane specifikacije
Za titanovo toplotno palico, ki se uporablja za pregrevanje pare, vbrizgane v rezervoar za slanico, načrtujte povratni vod kondenzata s PTFE oblogo debeline 1 mm, parno zaporo na najnižji točki in kontrolnim ventilom za preprečevanje povratne-difuzije. Za obstoječe sisteme z žlebovi namestite vodno pršilo, ki vbrizgava svežo vodo v kondenzat z 1 L na uro za razredčenje kloridov. Določite titan razreda 7 za povratni vod kondenzata. Med delovanjem vsako leto pregledajte dno kondenzacijske linije z uporabo ultrazvočnega kartiranja debeline; če utori presegajo globino 0,3 mm, zamenjajte prizadeti del. Z nadzorom koncentracije kondenzatnega klorida in uporabo oblog iz PTFE inženir prepreči napad žlebljenja, hkrati pa omogoči nespremenjeno delovanje glavne titanove cevi.
