В титанов нагревателен прът, прегряващ пара с ниско{0}}налягане (150 градуса, 4 бара) за инжектиране в резервоар за солен разтвор, главната тръба работи в суха пара и остава пасивна със степен на корозия под 0,01 mm на година. Въпреки това тръбопроводът за връщане на кондензат, където парата кондензира след пренасяне на топлина, съдържа течна вода с разтворени хлориди от резервоара за солев разтвор поради обратна-дифузия или пренасяне. Кондензният филм е тънък и концентриран, създавайки силно агресивна хлоридна среда. Комбинацията от течащ кондензат и концентрирани хлориди причинява набраздяване-локализирана, линейна ерозия-модел на корозия-в долната част на линията за връщане на кондензат. Скоростта на набраздяване може да достигне 0,3–1,5 mm на година, което води до перфорация в рамките на 1–5 години, докато основната тръба остава незасегната.
Механизмът на атака на жлебове в линиите за връщане на кондензат
В главната линия за пара високо{0}}температурната пара (150 градуса) е суха, съдържаща по-малко от 0,1% течна вода. Концентрациите на хлорид остават ниски. В линията за връщане на кондензат парата кондензира по стените на охладителната тръба, образувайки тънък течен филм. Хлоридите от обратната -дифузия на резервоар за солен разтвор (1 000–10 000 ppm) се концентрират в този филм чрез изпаряване. Течащият кондензат създава напрежение на срязване в дъното на тръбата, като механично премахва пасивния филм. Комбинацията от висока концентрация на хлорид (10 000–50 000 ppm на металната повърхност) и поток премахва защитния оксид, причинявайки линейни канали по дъното на тръбата.
Количествени скорости на набраздяване в тръбопроводи за връщане на кондензат
Контролирано изпитване в симулиран кондензат (различни концентрации на хлорид), протичащ с 1 m/s върху титан от клас 2, установи следните скорости на набраздяване. При концентрация на хлорид в кондензата от 100 ppm скоростта на набраздяване е 0,05–0,10 mm на година, а времето до перфорация на стена от 1,5 mm е 15–30 години. При 500 ppm скоростта на набраздяване е 0,15–0,30 mm на година, а времето до перфорация е 5–10 години. При 1000 ppm скоростта на набраздяване е 0,30–0,60 mm на година, а времето до перфорация е 2,5–5 години. При 5000 ppm скоростта на набраздяване е 0,80–1,50 mm на година, а времето до перфорация е 1–2 години. При 10 000 ppm скоростта на набраздяване е 1,50–3,00 mm на година, а времето до перфорация е 0,5–1 година. За сравнение, основната тръба за суха пара при същото ниво на пренос на хлорид не показва измерими канали.
Влияние на скоростта на потока на кондензата и ориентацията на тръбата върху набраздяването
Скоростта на набраздяване се увеличава със скоростта на потока. При 0,5 m/s и 1000 ppm хлорид, скоростта на набраздяване е 0,15–0,30 mm на година. При 1,0 m/s и 1000 ppm, скоростта е 0,30–0,60 mm на година. При 2,0 m/s и 1000 ppm скоростта достига 0,50–1,00 mm на година. Ориентацията на тръбата също има значение; хоризонталните тръби с долни жлебове са най-податливи. Вертикалните тръби с низходящ поток имат по-малко канали, тъй като кондензният филм е по-равномерно разпределен. Тръбите с чести уловители, които отстраняват кондензата, имат по-ниска скорост на набраздяване, тъй като течният филм е по-тънък.
Ръководство за намаляване на набраздяването за системи за впръскване на пара
Следващата таблица предоставя препоръки за предотвратяване на атака на жлебове в линиите за връщане на титанов кондензат в системи за впръскване на пара с резервоари за солен разтвор.
| Кондензатен хлорид (ppm) | Скорост на потока (m/s) | Препоръчително действие | Очаквана скорост на нарязване (mm/година) | Живот на тръбата (1,5 mm стена) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Няма | <0.15 | >10 години |
| 500–1,000 | <1 | Източвайте често конденза | 0.15–0.30 | 5–10 години |
| 1,000–5,000 | <1 | Инсталирайте PTFE облицовка | 0.10–0.20 | 7–15 години |
| 1,000–5,000 | >1 | Намалете скоростта на потока + PTFE облицовка | 0.15–0.30 | 5–10 години |
| >5,000 | Всякакви | Използвайте клас 12 или сменяйте тръбата ежегодно | 0.50–1.00 | 1,5–3 години |
Инженерство отвъд смекчаването на набраздяването
Степента на титан влияе върху устойчивостта на нарязване. Степен 7 (стабилизиран с паладий-) има 2–3 пъти по-ниска скорост на набраздяване от степен 2 при високо-хлориден кондензат. Степен 12 предлага средно подобрение. Дебелината на стената осигурява резерв за жлебове; 2,5 мм стена с 0,5 мм годишно нарязване издържа 5 години. В най-ниската точка на кондензатния тръбопровод трябва да се монтира парен уловител, за да се отстрани незабавно конденза. Възвратен клапан предотвратява обратната-дифузия на солевия разтвор в кондензната линия. Периодичното промиване с прясна вода (ежедневно) разрежда хлоридите в кондензната линия. Тръбата трябва да бъде наклонена към сифона, за да се предотврати събирането на кондензат.
Създаване на информирана спецификация
За титанов топлинен прът, използван за прегряване на пара, инжектирана в резервоар за саламура, проектирайте линията за връщане на кондензат с PTFE облицовка с дебелина 1 mm, парен уловител в най-ниската точка и възвратен клапан за предотвратяване на обратна-дифузия. За съществуващи системи с жлебове, инсталирайте воден спрей, който инжектира прясна вода в линията за кондензат при 1 L на час за разреждане на хлоридите. Посочете титан клас 7 за линията за връщане на кондензат. По време на работа инспектирайте дъното на кондензната линия ежегодно, като използвате ултразвуково картографиране на дебелината; ако набраздяването надвишава 0,3 mm дълбочина, сменете засегнатия участък. Чрез контролиране на концентрацията на хлорид в кондензата и използване на PTFE облицовки, инженерът предотвратява атака на жлебове, като същевременно позволява на основната титаниева тръба да работи незасегната.
