チタン加熱管の侵食のメカニズム-腐食破壊と完全なプロセス防止制御スキーム-

エロージョン-コロージョンは、チタン加熱管の機械的磨耗と電気化学的腐食が結合した損傷です。固体粒子を含む媒体が高速で流れると、粒子が継続的にチタン表面に衝突して磨耗し、緻密な二酸化チタンの不動態皮膜が剥がれてしまいます。新しいチタン基材は露出し、媒体中のハロゲンイオンによって急速に腐食されます。保護膜は連続的な流体のフラッシング下では安定して再生できず、方向性のあるストリップ状の溝が形成され、局所的な壁の薄化が生じ、最終的には穿孔や漏れが発生します。この破損は、明らかな方向性のある摩耗痕跡を特徴とし、その損傷率は単一の浸食または独立した腐食よりもはるかに高くなります。

1. 連成ダメージ進化メカニズム

チタン表面上の天然 TiO₂ 不動態膜は、マトリックスを腐食性媒体から隔離します。 -堆積物、さびスラグ、硬い不純物を運ぶ高速流体がパイプ壁に衝突し、酸化保護層を機械的に削り取ります。裸のチタン金属は、電解質媒体と直接電気腐食システムを形成し、急速に溶解します。新しい完全な不動態皮膜が成長する前に、その後のパーティクル衝撃により、新たに形成された薄膜が再び剥離し、「皮膜損傷→基板腐食→皮膜再生不良」という周期的な故障モードが形成されます。腐食ピットは流れ方向に沿って伸びて長い浸食溝になります。材料が継続的に失われると、パイプの壁の厚さは徐々に減少し、ついには貫通漏れが発生します。流体の速度は機械的摩耗の強度を決定し、媒体のイオン濃度は電気化学的腐食速度を制御します。

2. 浸食-が発生しやすい一般的な位置

最大の流速と粒子衝撃運動エネルギーを備えたポンプの出口セクション。

流れの方向が変化し、衝撃のために粒子が集中するエルボの外側の円弧。

乱流と強力な壁の洗掘を伴うティー、レデューサー、急膨張セクション。

流入媒体のジェットに直接面するパイプ入口。

乱流や集中摩耗を引き起こしやすい溶接ビードや表面突起。

3. 侵食-腐食を加速する中心的要因

媒体流量が高すぎると、激しい乱流フラッシングが発生します。

循環媒体中に多数の浮遊固体不純物が混入している。

媒体中の塩化物およびフッ化物イオンは、露出したチタンマトリックスの溶解を促進します。

粗い表面と溶接バリは、局所的な乱流と不動態皮膜の破壊を悪化させます。

研磨粒子を捕捉するためのフロントエンド濾過装置が不足している。-

4. フルリンクの防止と制御の技術的対策-

① フロントエンドのフィルタリングとスラグ除去装置を設置します-

システム入口で固体粒子をブロックし、摩耗の原因を根本的に排除します。

② 急激な流路変更を避けるため、配管レイアウトを最適化

大きな半径のエルボと段階的に変化する直径構造を採用し、乱流の衝撃を軽減します。{0}

③ 生産工程の許容範囲内で適切に流速を下げる

ポンプの動作周波数を下げて、流体の運動エネルギーと粒子の衝撃力を弱めます。

④ 研磨処理による表面仕上げの向上

バリや突起を取り除き、乱流の付着点やフィルムの損傷箇所を減らします。

⑤脆弱な部分に局所的な表面強化処理を施す

エルボとインレットに陽極酸化処理や表面強化を採用し、耐摩耗性と耐食性を向上させます。

5. 予防効果比較表

表格

結論

チタン加熱管のエロージョン-腐食は、不動態皮膜を剥がす機械的研磨と、それに続く露出した基板の電気化学的腐食によって同時に引き起こされます。中心的な防止アイデアは、発生源から研磨粒子を遮断し、集中的な衝撃を避けるために流れ場を最適化し、流速を下げ、表面応力集中点を排除することです。媒体の浄化、パイプライン構造の最適化、および目標を絞った表面強化により、侵食-による突然の漏洩事故を効果的に回避できます。