วิธีกำจัดการกัดกร่อนจากความซบเซาของฟองอากาศบนท่อทำความร้อนไทเทเนียมในถังหมักแบบปิดผนึก

# เอกสาร: บทความด้านเทคนิค หมายเลข. 68 ## หัวข้อ: วิธีการป้องกันการชะงักของฟองอากาศและการกัดกร่อนบนท่อความร้อนไทเทเนียมในถังหมักที่ปิดสนิท เมื่อถูกความร้อน อากาศที่ละลายจะแยกออกเป็นฟองขนาดเล็กในภาชนะหมักที่ปิดสนิท บริเวณนิ่งของก๊าซ-ของเหลวสอง-จะเกิดขึ้นเมื่อหยดเหล่านี้เกาะติดกับผนังด้านนอกของท่อทำความร้อนไทเทเนียมเป็นระยะเวลานาน ฟิล์มของเหลวต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับการซ่อมแซมตัวเอง-ฟิล์มพาสซีฟไทเทเนียมไดออกไซด์จะถูกทำลายโดยสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคที่เป็นเอกลักษณ์นี้ ซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนที่มีความเข้มข้นเฉพาะที่ การกัดกร่อนนี้มักปรากฏที่ครึ่งบนของตัวท่อและด้านบนของชุดทำความร้อนแบบหน้าแปลน บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับกลไกการกัดกร่อนของการติดขัดของฟองสบู่ และนำเสนอชุดการออกแบบโครงสร้างและโซลูชันการปรับการทำงานที่ครอบคลุม เพื่อขจัดอันตรายจากการสะสมของฟองอากาศโดยพื้นฐาน ## 1. กลไกการกัดกร่อนของฟองอากาศนิ่งบนพื้นผิวไทเทเนียม 1. การซ่อมแซมที่ไม่สมบูรณ์ของฟิล์มพาสซีฟเป็นผลมาจากการจ่ายออกซิเจนเป็นระยะ ออกซิเจนละลายที่เป็นสถานะของเหลวถูกแยกออกจาก-พื้นที่ที่ปกคลุมฟอง ฟิล์มเฉื่อย TiO₂ ดังกล่าวไม่สามารถเติมออกซิเจนได้เพื่อรักษารอยขีดข่วนและบริเวณที่บางลง ผนังท่อที่มีของเหลว-เป็นแคโทดที่มีออกซิเจน-สมบูรณ์ ในขณะที่พื้นที่-ที่ปกคลุมด้วยฟองกลายเป็น-แอโนดแอคทีฟที่ขาดออกซิเจน ส่งผลให้เกิด-การกัดกร่อนของกัลวานิกในท่อไทเทเนียมเดียวกัน วงจรแล้วรอบเล่า รอยแยกของการกัดกร่อนยังคงขยายตัวลดลงเรื่อยๆ. 2. ความเข้มข้นของตัวถูกละลายเพิ่มขึ้นที่ขอบของฟอง ขอบเขตของก๊าซ-ของเหลวของฟองเป็นจุดที่ของเหลวระเหยอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้กรดอินทรีย์ คลอไรด์ และน้ำตาลเกิดการตกตะกอนและสะสมตามวงแหวนฟอง ส่งผลให้เกิดไมโครโซนที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ไมโครโซนนี้เร่งการกัดเมทริกซ์เฉพาะที่. 3. ฟิล์มพาสซีฟจะเกิดการแตกหักจากความเครียดจากความร้อนที่สลับกันระหว่างสภาพแห้งและเปียก การสลับกันของการสัมผัสก๊าซแห้งและการแช่ของเหลวชื้นบนพื้นผิวท่อเป็นระยะๆ เกิดจากการขยายตัวและการหดตัวของฟองอากาศเพื่อตอบสนองต่อความผันผวนของอุณหภูมิ รอยแตกขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นเกิดขึ้นจากการใช้แรงดึงและแรงอัดซ้ำๆ กับฟิล์มพาสซีฟที่เปราะ ซึ่งจะสร้างช่องทางสำหรับการแทรกซึมของไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ## 2. ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดฟองสบู่ซบเซา 1. แผนผังการติดตั้งท่อความร้อนไม่สมเหตุสมผล สถานการณ์ที่ร้ายแรงที่สุดของการสะสมของฟองอากาศเกี่ยวข้องกับการติดตั้งท่อทำความร้อนไทเทเนียมแบบยาวในแนวนอน ฟองอากาศจะลอยขึ้นและสะสมที่ส่วนโค้งด้านบนของท่อ ทำให้ไม่สามารถหลบหนีออกไปได้ ฟองอากาศที่ลอยอยู่เหนือชุดประกอบยังติดอยู่กับท่อที่ติดตั้งไว้ใกล้กับด้านบนของถังมากเกินไป. 2. ความเร็วการไหลของการไหลเวียนปานกลางไม่เพียงพอ ไมโครบับเบิลที่เกิดจากการให้ความร้อนไม่สามารถขจัดออกโดยการไหลของของเหลวที่มีความเร็วคงที่หรือ-ต่ำ ผลกระทบจากการกำจัดสิ่งสกปรกบนผิวท่อจะหายไปเมื่อความเร็วการไหลน้อยกว่า 0.6 m/s. 3. ความหนาแน่นของพลังงานพื้นผิวที่มากเกินไป ความสามารถในการขนส่งฟองของของเหลวนั้นเกินความสามารถอย่างมากด้วยภาระความร้อนสูง ซึ่งสร้างฟองไอขนาดเล็กจำนวนมากในทันที ส่งผลให้เกิดการครอบคลุมฟองอากาศสะสม. 4. การทำงานแบบคงที่ด้วยแรงดันต่ำ-ในภาชนะที่ปิดสนิท ในกรณีที่ไม่มีการหมุนเวียนการเติมอากาศอย่างต่อเนื่อง ก๊าซที่ละลายจะถูก ไม่สามารถระบายออกจากระบบได้ และฟองอากาศใหม่จะถูกแยกออกจากกันอย่างต่อเนื่องในระหว่างการทำความร้อน. 5. พื้นที่ตาบอดในการดักจับฟองเกิดขึ้นจากการเสริมแรงเชื่อมแบบฝังและช่องว่างระหว่างส่วนรองรับ PTFE และผนังท่อซึ่งเป็นโซนตายเฉพาะที่ บริเวณเหล่านี้เป็นบริเวณที่ฟองอากาศขนาดเล็กสะสมและรวมกันเป็นช่องอากาศขนาดใหญ่ที่คงอยู่ ## 3. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้างเพื่อป้องกันการสะสมของฟอง 1. เพิ่มความเอียงของการติดตั้งท่อความร้อน ต้องติดตั้งท่อทำความร้อนไทเทเนียมโดยเอียงขึ้น 10 องศา –15 องศาจากปลายหน้าแปลนถึงปลายอิสระ ห้ามจัดแนวนอน ฟองอากาศจะลอยขึ้นสู่พื้นผิวของเหลวของถังเพื่อระบายออกโดยการเลื่อนไปตามพื้นผิวท่อเอียงไปจนถึงปลายที่ว่าง เค้าโครงท่อแนวตั้งเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ-คอนเทนเนอร์ขนาดเล็ก เนื่องจากช่วยลดการสะสมของฟองอากาศ. 2. ทำให้ระยะห่างระหว่างเสื้อกล้ามและมัดท่อกว้างขึ้น ระยะห่างแนวตั้งระหว่างด้านบนของกลุ่มท่อทำความร้อนและระดับของเหลวในการทำงานขั้นต่ำจะต้องไม่น้อยกว่า 300 มม. เพื่อให้แน่ใจว่ามีพื้นที่เพียงพอสำหรับฟองอากาศหลบหนีขึ้นไป. 3. พื้นผิวสัมผัสของรอยเชื่อมและส่วนรองรับได้รับการขัดเงาให้เรียบเนียน บดตะเข็บเชื่อมทั้งหมดให้เปลี่ยนส่วนโค้งได้อย่างราบรื่นโดยไม่มีการเสริมแรงยื่นออกมา เลือกตัวรองรับ PTFE ที่มี-รูปทรงส่วนโค้งของพื้นผิวที่กว้างเพื่อป้องกันช่องว่างเว้าที่จับฟองอากาศ. 4. ติดตั้งแผ่นกั้นการไหลรอบๆ ท่อทำความร้อน หากต้องการสร้างการไหลของของเหลวกำจัดสิ่งสกปรกแบบเกลียวรอบๆ ผนังท่อ ให้ติดตั้งแผ่นเปลี่ยนทิศทางที่ด้านต้นน้ำของมัดท่อ การดำเนินการนี้จะกำจัดฟองไมโครที่ติดอยู่ออกอย่างต่อเนื่อง ## 4. การควบคุมการทำงานที่เป็นมาตรฐานเพื่อลดการสร้างและการกักเก็บฟองให้เหลือน้อยที่สุด 1. ควบคุมความหนาแน่นของกำลังพื้นผิวที่เหมาะสม เพื่อลดปริมาณการให้ความร้อน-ฟองไมโครที่แยกออกจากกัน ความหนาแน่นของกำลังของถังหมักแบบปิดผนึกจะลดลง 20% เมื่อเปรียบเทียบกับถังแบบเปิด ตามมาตรฐานการออกแบบโหลดความร้อนต่ำ. 2. โหลดสูง. 2. รักษาความเร็วการไหลหมุนเวียนปานกลางอย่างน้อย 1.0 ม./วินาที ก่อนที่จะให้ความร้อน ให้เปิดใช้งานปั๊มหมุนเวียนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกำจัดสิ่งสกปรกที่มีความเสถียร สิ่งสำคัญคือต้องหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนคงที่เพียงครั้งเดียวโดยไม่มีการหมุนเวียน. 3. การเติมอากาศเล็กน้อยอย่างต่อเนื่องระหว่างการเพาะปลูกที่อุณหภูมิคงที่ การส่งเสริมการผสมของเหลวโดยรวม การปล่อยก๊าซละลายที่มีความอิ่มตัวยวดยิ่งออกจากถัง และการลดลงของการตกตะกอนฟองใหม่บนผนังท่อ ทั้งหมดนี้อำนวยความสะดวกโดยการเติมอากาศอัดตามรอย. 4. การทำงานของอุณหภูมิไล่ระดับที่เพิ่มขึ้น เพื่อป้องกันการแยกฟองมวลที่เกิดขึ้นทันทีอันเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ขอแนะนำให้ดำเนินการกระบวนการให้ความร้อนในอัตรา น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3 องศา /นาทีในระหว่างระยะเริ่มต้น. 5. การยุบตัวของถังอย่างสม่ำเสมอระหว่างการบำรุงรักษา เพื่อลดความอิ่มตัวของก๊าซที่ละลายในตัวกลางและปล่อยก๊าซที่สะสมไว้ที่ส่วนบนของถัง ควรเปิดวาล์วไอเสียของถังเป็นเวลา 10-15 นาทีทุกๆ สามวัน ## 5. การตรวจสอบการกัดกร่อนของฟองสบู่และเทคนิคการตัดสิน เมื่อเสร็จสิ้นการบำรุงรักษาการเทถังออก ให้ใช้แสงจ้าเพื่อตรวจสอบพื้นผิวของท่อ: - คุณลักษณะทั่วไป: โซนการกัดกร่อนแบบรูพรุนสีเทาเข้มในรูปของวงแหวน กระจายอยู่บนครึ่งวงกลมด้านบนของท่อแนวนอน ตาม-เส้นทางการครอบคลุมของฟองอากาศในระยะยาว{. - การทดสอบศักยภาพทางเคมีไฟฟ้า: ศักยภาพของพื้นที่ครอบคลุมของฟองอากาศต่ำกว่า 80–120 mV กว่าพื้นที่แช่ของเหลวด้านล่างของท่อเดียวกัน ซึ่งบ่งบอกถึงความเสียหายของฟิล์มพาสซีฟอย่างรุนแรง. - การวัดความหนาแบบอัลตราโซนิก: การสูญเสียความหนาของผนังส่วนโค้งส่วนบนนั้นมากกว่าความหนาของด้านล่างของท่ออย่างมาก|แหล่งอันตรายของฟองสบู่ซบเซา|มาตรการกำจัดแบบกำหนดเป้าหมาย|เอฟเฟกต์หลัก|| ----|----|----|| เค้าโครงท่อแนวนอนดักฟอง|ติดตั้งท่อที่มีความเอียงขึ้น 10 องศา –15 องศา หรือรูปแบบแนวตั้ง|ฟองสบู่เลื่อนและหลบหนีโดยไม่ต้องเกาะพื้นผิวในระยะยาว|การไหลของของเหลวต่ำไม่สามารถดึงไมโครบับเบิลได้|รักษาอัตราการไหลหมุนเวียน 1.0 ม./วินาที หรือสูงกว่า และติดตั้งแผ่นกั้นการไหล|การกำจัดสิ่งสกปรกด้วยของเหลวอย่างต่อเนื่องช่วยขจัดฟองอากาศเล็กๆ ที่เกิดขึ้นใหม่|การตกตะกอนฟองมวลพลังงานความหนาแน่นสูง|ลดความหนาแน่นของพลังงานพื้นผิวลง 20% สำหรับถังที่ปิดสนิท|ระงับการแยกฟองขนาดใหญ่ทันที|ถังปิดผนึกแบบคงที่ที่มีก๊าซละลายอิ่มตัวยวดยิ่ง|การเติมอากาศขนาดเล็กอย่างต่อเนื่อง + ไอเสียจากถังปกติ|ลดปริมาณก๊าซละลายเพื่อลดการเกิดฟอง|ฟองช่องว่างการเชื่อม/ส่วนรองรับ ไมโครโซนสองเฟสที่ขาดออกซิเจนของแก๊ส-ของเหลวเกิดขึ้นจากช่องอากาศนิ่งบนท่อทำความร้อนไทเทเนียม ซึ่งส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนเฉพาะที่ด้วยไฟฟ้าในตัว เพื่อป้องกันการเกาะติดของฟองอากาศกับผนังท่อในระยะยาว วิธีแก้ปัญหาพื้นฐานประกอบด้วยโครงร่างโครงสร้างท่อที่มีความลาดเอียง การกำจัดสิ่งสกปรกที่หมุนเวียนด้วยความเร็วสูง การออกแบบโหลดความร้อนต่ำ และการดำเนินการเติมอากาศอย่างต่อเนื่อง การตรวจจับข้อบกพร่องในการกัดกร่อนของฟองสบู่ตั้งแต่เนิ่นๆ อย่างทันท่วงทีและการป้องกันความล้มเหลวของการรั่วไหลผ่านผนังของท่อทำความร้อนไทเทเนียมสามารถทำได้โดยการตรวจสอบด้วยสายตาเป็นประจำและการทดสอบศักยภาพในระหว่างการบำรุงรักษา