Плътността на повърхностната мощност е основен проектен индекс на електрически нагревателни тръби, представляващ топлинния товар, понесен от единица външна стена. Много производители на оборудване преследват компактна структура и ниски разходи за доставка, проектирайки 316 нагревателни тръби от неръждаема стомана с прекалено висока повърхностна плътност на мощността, без да съответства на средна устойчивост на корозия. Високото топлинно натоварване рязко повишава действителната температура на стената на тръбата далеч над температурата на течността в насипния обем, нарушавайки динамичния баланс на богатия на хром-пасивен филм и значително влошавайки корозията на питинг, пукнатини и под-отлагания. Пренебрегването на съвпадащата граница на плътността на мощността води до бързо изтъняване на стените и преждевременна перфорация на анти{6}}корозионните нагревателни тръби в системи за химическо и водно третиране.
Прекомерната плътност на мощността създава прегрята гореща зона на повърхността на тръбата. При стандартните конструктивни параметри температурната разлика между стената на тръбата и технологичната среда се контролира в рамките на 10–20 градуса. След като плътността на мощността превиши безопасния праг, температурата на стената се повишава с 30 градуса или повече. Високата температура ускорява ефективността на дифузия на хлоридни йони, киселинни радикали и други корозивни вещества, позволявайки им да проникнат през малки дефекти на пасивния филм за по-кратък цикъл. Междувременно високата топлина намалява окислителната активност на матрицата от неръждаема стомана, забавяйки скоростта на само-възстановяване на повредения пасивен филм. Защитният слой продължава да губи цялостта си, образувайки непрекъснати точки на корозия върху прегрятата зона.
Високата температура на стената засилва локалното замърсяване и риска от корозия под{0}}отлагания. Разтворимостта на неорганичните соли като калциев хлорид и магнезиев сулфат намалява при по-високи температури. Претоварените нагревателни стени предизвикват бързо термично утаяване на минерални примеси, образувайки компактна скала, която плътно покрива металната повърхност. Затворена междина между котления камък и стената на тръбата улавя корозивните йони, създавайки микросреда десетки пъти по-корозивна от основната среда. Горещата зона под котления камък допълнително ускорява разтварянето на метала, генерирайки дълбоки скрити ями, които не могат да бъдат отстранени чрез конвенционално циркулационно почистване. Заваръчните зони с естествено по-слаб пасивен филм се превръщат в най-силно корозиралите горещи точки при висока плътност на мощността.
Циркулацията на топлинен стрес, причинена от ултра{0}}високата плътност на мощността, разширява пукнатините на пасивния филм. Дългосрочно променливо високо топлинно натоварване и периодични температурни колебания предизвикват периодично напрежение при разширяване и свиване на повърхността на тръбата. Крехкият пасивен филм от хромов оксид не може да издържи на многократна термична деформация, генерирайки невидими микро-пукнатини като канали за проникване на йони. Дори ако се организира редовно регенериране на пасивация, новообразуваният филм ще се напука отново при продължителен висок термичен стрес, губейки дългосрочна-анти-корозионна защита. В много-групи от нагревателни тръби отделни тръби с по-висока плътност на мощността стареят много по-бързо от други, образувайки очевидно температурно разслояване вътре в реакционните резервоари.
Различните корозивни среди отговарят на различни безопасни граници на повърхностна плътност на мощността. За чиста неутрална вода със съдържание на хлорид под 20ppm, препоръчителната максимална плътност на мощността на 316 нагревателни тръби е 1,8 W/cm². За саламура и ферментационна течност със слаба органична киселина, границата пада до 1,2 W/cm², за да се контролира повишаването на температурата на стената. Почистващите среди със силна киселина и алтернативна киселинна -основа изискват плътност на мощността под 0,8 W/cm², за да се избегне свиването на пасивния филм. Всеки дизайн, надхвърлящ тези граници, значително ще съкрати цикъла на обслужване на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316.
Предприятията трябва да проверят отново параметрите на плътността на мощността на отоплителната тръба по време на обновяването и поръчването на оборудването. За съществуващи претоварени тръби, намалете работната мощност чрез контрол на честотното преобразуване, за да намалите повърхностното топлинно натоварване. Съвпадението на нагревателни тръби с ниска-мощност-дебела{4}}стена 316 за корозивни работни условия може да стабилизира целостта на пасивния филм, да намали честотата на повреда на корозията и да намали разходите за цялостна поддръжка.
表格
| Опасност от прекомерна плътност на мощността | Специфичен механизъм за увреждане от корозия | Стандартен контролен разтвор |
|---|---|---|
| Ултра{0}}висока температура на стената на тръбата | Ускоряване на дифузията на йони, инхибиране на само{0}}възстановяването на пасивния филм | Ограничете повърхностната плътност на мощността според средната корозивност |
| Бързо утаяване на минерални замърсявания | Висока{0}}корозивна микро{1}}течност под котлен камък предизвиква дълбоки питинг | Намалете топлинното натоварване, за да забавите термичното утаяване на неорганични соли |
| Циклично термично разширение и свиване | Микро{0}}пукнатините върху пасивния филм осигуряват канали за проникване на корозивни йони | Приемете дизайн с ниска плътност на мощността, за да намалите температурната разлика |
| Неравномерно стареене на паралелни тръбни групи | Претоварените тръби корозират предимно, причинявайки температурна стратификация на резервоара | Еднакво разпределение на мощността и унифицирана спецификация на плътността на мощността |
Кратко резюме
Прекомерната повърхностна плътност на мощността повишава температурата на стените на тръбата, ускорява натрупването на замърсяване и генерира пукнатини от термично напрежение върху пасивния филм, като всички те заедно ускоряват локалната корозия на 316 нагревателни тръби. Избирането на съответстващи спецификации за ниска плътност на мощността въз основа на среден състав може да поддържа стабилни анти{2}}корозионни характеристики и да удължи експлоатационния живот на отоплителното оборудване.
