高速流体洗浄下での侵食を防ぐ方法-316 ステンレス鋼加熱管の腐食破壊-

エロージョン-コロージョンは、機械的摩耗と電気化学的腐食が組み合わされた損傷モードで、高流量-循環パイプライン-に設置された 316 ステンレス鋼の加熱管で頻繁に発生します。高速流体が浮遊固体粒子、気泡、または気液二相流を運び、加熱管の内壁を継続的にこすり落とすと、もともと緻密なクロムを多く含む不動態皮膜が局所的に機械的に剥離されます。-保護膜が損傷すると、露出した金属基材は塩化物-を含む廃水や酸性循環液などの腐食性媒体に急速に溶解し、流体の継続的な衝撃によって新しい不動態皮膜が適時に形成されることはほとんどありません。このフィルム剥離と金属溶解の周期的なプロセスにより、管壁に流線型の溝のような腐食損傷が徐々に形成されます。-これは、従来の目視検査では初期段階で検出することが困難です。多数の加熱管では、エルボ、入口セクション、および突然の拡張{14}}収縮位置での局所的な壁の薄化と貫通漏れが発生しています。これは主に、流速制御の無視と耐侵食構造の最適化の欠如が原因です。-したがって、流体の流量を合理的に制限し、パイプラインのレイアウトを最適化することは、侵食-を回避し、加熱装置の長期使用信頼性を保証するために不可欠な技術的手段です。-

エロージョン{0}コロージョンの損傷メカニズムには、相互に促進する 2 つのプロセスが含まれます。機械面では、高速流体と同伴固体粒子が継続的な衝撃とせん断力を発生させ、不動態皮膜を削り取り、金属表面に微小な摩耗痕を形成します。-電気化学的には、不動態皮膜のない新鮮な金属表面がアノードとして機能し、急速に溶解します。一方、周囲の無傷の不動態領域はカソードとして機能し、腐食反応を促進します。気-液二-相流は、気泡の周期的な崩壊によりこの故障モードを悪化させ、瞬間的に高い衝撃圧力を発生させてキャビテーション浸食を引き起こします。過度に高い流速、パイプラインの鋭い角、不均一に分布した固体不純物は、浸食-の潜伏期間を大幅に短縮しますが、流速を適切に下げて構造設計を最適化すると、皮膜損傷と陽極溶解の循環を効果的に遅らせることができます。

表 1 316 ステンレス鋼加熱管の流体流速のグレーディングとエロージョン-腐食保護スキーム

表格

企業は、ステンレス鋼材料の安全な範囲内で流体の流速を厳密に制御するために、加熱システムの設計の初期段階で水力計算を実行する必要があります。乱流が発生しやすいパイプラインのエルボ、入口および出口部分では、流体の衝撃強度を軽減するために、急な直角の曲がりではなく、大きな半径の流線型構造を採用する必要があります。{{1}加熱管や配管継手の内面は、表面粗さを下げるために精密に研磨され、流体せん断力に対する不働態皮膜の密着安定性が向上します。多数の固体粒子を含む媒体の場合、不純物を遮断し、チューブ壁への粒子摩耗による損傷を避けるために、加熱装置の前端にフィルターを設置する必要があります。気液混合作業条件では、気泡崩壊-によるキャビテーション浸食を排除するための排気装置を装備する必要があります。

浸食が発生しやすい主要な位置は定期的な非破壊検査リストに含める必要があります。-、壁の薄化傾向を追跡するために 6 か月ごとに超音波厚さ検査が実施されます。明らかな流線型の腐食溝が見つかったら、流れの最適化または局所的な耐摩耗性ライニングの変更をタイムリーに実行する必要があります。-水質規制と表面不動態化保護と組み合わせることで、流体-による浸食-腐食が効果的に抑制されます。体系的な流れパラメータ制御と構造の最適化により、単一材料の防食設計の欠陥が修正され、316 ステンレス鋼加熱管用の多次元保護システムが構築され、流れの洗練による複合腐食故障によって引き起こされる突然の機器の停止損失が効果的に回避されます。-