チタン製加熱管の孔食のメカニズムと完全なライフサイクル予防管理スキーム-

孔食は、チタン加熱管の典型的な局所的な破壊的腐食故障です。作動媒体中の塩化物イオン、フッ化物イオン、その他のハロゲンイオンは、小さな表面欠陥で二酸化チタン不動態皮膜の完全性を破壊し、独立した微小なアノード腐食ピットを形成します。-。腐食は深さ方向に沿って急速に内部に広がりますが、周囲の母材は無傷のままです。ピットが継続的に深くなって接続すると、パイプ壁を貫通し、媒体の漏れが発生します。このタイプの腐食は、目立ちにくい巨視的特徴、強いランダム性、突然の発生を持ち、チタン熱交換部品の最も一般的な予期せぬ故障形態の 1 つとしてランク付けされています。

1. 孔食の電気化学的発生メカニズム

緻密な不活性 TiO2 保護膜がチタン表面に自然に形成され、マトリックスを腐食性媒体から隔離します。ハロゲンイオンが微小な傷、介在物欠陥、または不動態層の弱い部分に吸着すると、酸化皮膜中の酸素を置換し、可溶性ハロゲン化チタン物質を生成し、保護不動態構造を部分的に破壊します。腐食生成物がピットの開口部を密閉し、ピット内に閉鎖された微小環境を形成します。そこでハロゲンイオンが集中し続け、pH 値が低下します。ピットの内壁は陽極として機能し、継続的に溶解しますが、外側の広い面積の無傷の不動態表面は陰極として機能し、ピット内の陽極反応を加速します。腐食は水平方向に広がるのではなく、垂直下方向に進行し、最終的にはチューブの壁を突き破って機器の漏れを引き起こします。

2. 孔食が発生しやすい代表的な箇所

ハロゲン{​​{0}}を含む液体が蒸発し、イオン濃縮のための結晶塩が沈殿する液面変動ゾーン。

加工、輸送、設置中に残った機械的傷、へこみ、衝突による損傷。

堆積物、スケール、付着物で覆われた領域は、堆積物の下にイオンが蓄積します。

緩い酸化物層があり、溶接後の不動態化修復が不完全な溶接領域。-

長期にわたって静的な媒体が存在し、腐食性陰イオンが継続的に蓄積する死水セクション。-

3. チタンの孔食を促進する主な要因

循環プロセス媒体中の高濃度の塩化物およびフッ化物イオン。

動作温度が上昇すると、ハロゲンイオンの化学活性が高まり、不動態皮膜が侵食されます。

機械加工後の除去されていない溶接酸化皮膜および表面の機械的損傷。

-完全なフラッシングと排水を行わずに残留腐食性液体が付着したまま長期間停止した場合。

チタン表面上の薄い不連続な自然不動態膜。

4. 多-次元の全体-リンク防止の技術的対策

① 培地中のハロゲンイオン含有量を厳密に管理

ろ過および脱塩設備を設置して、流体システム内のフッ素および塩素イオンの濃度を低減します。

② 表面欠陥を除去し、溶接後の処理を標準化する-

バリや傷を研磨して取り除きます。溶接後に酸洗・不動態化を行い、酸化スケールを除去し均一な不動態皮膜を再構築します。

③ 定期的に沈殿物を洗浄し、残留液を空にします。

装置のダウンタイム中にすべての培地を排出し、塩の結晶化や局所的なイオン濃度を避けるためにパイプラインをフラッシュします。

④ 表面不動態化補強の強化

陽極酸化を採用して人工的に TiO₂ 膜を厚くし、イオンの侵入と膜の破壊に対する耐性を向上させます。

⑤ 適切な使用温度の上限を設定する

保護層に対する腐食性陰イオンの浸食能力を低下させるため、長期間にわたる高温使用は避けてください。-

5. 予防効果比較表

表格

結論

チタン加熱管の孔食は、ハロゲンイオンによる不動態皮膜の局所的な破壊と、孔内の閉塞による加速された電気化学的腐食によって発生します。基本的な防止策としては、媒体中の腐食性イオン濃度の低減、表面欠陥の開始点の除去、不動態化処理による溶接損傷の修復、静電気残留液からの塩析の防止などが挙げられます。 -仕上げ処理、表面保護、日常の操作メンテナンスの閉ループ制御により、チタン加熱管の孔食によって引き起こされる隠れた漏れのリスクを徹底的に排除できます。