A keringető hőcserélő rendszerekben a csővezetékek ésszerűtlen elrendezése, a szabálytalan leágazások kialakítása és a fűtőcsőkötegek nem megfelelő felszerelése gyakran vezet részlegesen alacsony áramlási-vagy akár folyadékpangó régiókhoz. Amikor a közepes áramlási sebesség a kritikus súrolási sebesség alá csökken, a lebegő részecskék, mikrobiális váladékok és vízkő prekurzorok fokozatosan leülepednek a cső felületén, keskeny réseket képezve az üledék és a rozsdamentes acél hordozó között, valamint apró hézagokat képeznek a hegesztési kötéseknél, a rögzítőelemeknél és a csőköteg átfedési helyénél. Ezekben a szűk réskörnyezetekben könnyen kiürül az oldott oxigén, és a korrozív ionok, például a klorid, folyamatosan felhalmozódnak az elzárt térben, kiváltva a réskorróziót, amely rejtetten és gyorsan fejlődik ki. A makroszkopikus lyukkorróziótól eltérően a réskorrózió szűk résekben fordul elő, amelyeket a hagyományos keringető öblítéssel és rutin vegyszeres tisztítással nem lehet hatékonyan tisztítani. A kezdeti réskorróziós gödrök kialakulása után az elektrokémiai potenciálkülönbség hatására folyamatosan tágulnak a rés irányában, és végül a fűtőcsövek áthatoló szivárgását okozzák. Sok vállalkozás csak a csővezeték nyomócsapágyainak tervezésére és a hőcsere hatékonyságának elrendezésére összpontosít, figyelmen kívül hagyva az áramlási mező egyenletességének optimalizálását. A túlzott helyi áramlási ellenállás, a hirtelen csőátmérő-tágulás és az ésszerűtlen terelőlemez-elrendezés számos pangó holtzónát hoz létre, amelyek a réskorróziós meghibásodások gyakori előfordulási területeivé válnak. Ezért a fűtési rendszer általános áramlási térelrendezésének optimalizálása az alacsony sebességű, pangó területek kiküszöbölése érdekében alapvető folyadéktervezési intézkedés a réskorrózió kialakulásának elkerülése érdekében.
A lokális, kis{0}}sebességű stagnáló zónák réskorróziót indukálnak egy zárt-hurkú elektrokémiai károsodási mechanizmus révén. Ha a folyadék nem tudja folyamatosan súrolni a fémfelületet szűk résekben, a résben lévő oldott oxigén gyorsan elfogy a katódos redukciós reakciók során, anoxikus környezetet hozva létre, miközben az áramló főáramú közeg elegendő oldott oxigént tart fenn és katódként szolgál. Stabil potenciálkülönbség keletkezik a rés belső és külső része között, így a résen belüli fémfelület a folyamatos oldódás anódja. Ahogy a fémkationok felhalmozódnak a zárt térben, a kloridionok befelé vándorolnak, hogy fenntartsák a töltésegyensúlyt, ami a résben lévő klorid több százszoros feldúsulását eredményezi. Eközben a fémionok hidrolízise csökkenti a helyi pH-értéket, tovább roncsolja a króm-dús passzív filmréteget, és felgyorsítja a rés mentén a korróziós gödrök tágulását. Az alacsony áramlási sebesség sem képes eltávolítani a keletkező lerakódást és a biológiai iszapot, így a résszerkezeteket folyamatosan szennyeződés borítja, ami elszigeteli a passzív filmet a főáramú közegben lévő passziváló inhibitoroktól, és elveszíti a dinamikus javítás lehetőségét. Még a vízkezelő szerek rendszeres adagolása sem tud behatolni a szűk álló résekbe, hogy védőhatást fejtsen ki, ami visszafordíthatatlan réskorróziós károsodáshoz vezet, amely korai stádiumban nehezen észlelhető.
Ez a tanulmány négy szabványos áramlási mező optimalizálási stratégiát javasol a pangó zónák kiküszöbölésére és a 316 rozsdamentes acél fűtőcső réskorróziójának megelőzésére. Először állítsa be a biztonságos közeg áramlási sebességtartományát, és optimalizálja a fő csővezeték átmérőjét és irányelrendezését. Szabályozza a hőcserélő közeg keringési sebességét 1,2 m/s és 2,5 m/s között, ami nemcsak elegendő falsúrolóerőt képes kifejteni a részecskék ülepedésének megakadályozásához, hanem elkerülheti a túlzott áramlási sebességet is, amely erózióhoz{5}}korrózióhoz vezet. Csökkentse a hirtelen tágulást, hirtelen összehúzódást és a derékszögű könyök{7}}szerkezeteket a főcsővezetékben; alkalmazzon hosszú -sugarú ívelt könyököket és fokozatos átmérőjű átmeneti kötéseket, hogy csökkentse a helyi áramlási ellenállást, és elkerülje az áramlás szétválását és a visszaáramlási holtzónákat. Több-elágazású párhuzamos fűtőkör esetén alkalmazzon szimmetrikus elosztóelrendezést, hogy kiegyensúlyozza az egyes elágazó csővezetékek áramlási eloszlását, és megakadályozza, hogy a részleges ágak rendkívül alacsony áramlás mellett működjenek az egyenetlen nyomáseloszlás miatt. Szereljen fel áramláskiegyenlítést szabályozó szelepeket minden ágra, hogy az összes fűtőcsőköteg egyenletes áramlási elosztását biztosítsa, kiküszöbölve az egyes hőcserélő ágak hosszú távú, alacsony{13}}sebességű működését.
Másodszor, optimalizálja a fűtőtartály és a csőköteg beépítési módjának belső elrendezését az áramlási holtsarkok kiküszöbölése érdekében. Kerülje el a fűtőcsőkötegek vízszintes felfüggesztett felszerelését a tartály aljához közel; alkalmazzon magas-beállítású felfüggesztési elrendezést, hogy biztosítsa az összes fűtőcső aljának teljes átöblítését a keringő közeggel. Állítsa be az egyenletes áramlásvezető terelőlemezeket és a bemeneti áramláselosztó lemezeket a fűtőtartály közegbemeneténél, hogy eloszlassa a bejövő folyadékot, és elkerülje a helyi sugáráramlást és a környező visszaáramlási stagnáló területeket. Távolítsa el a szükségtelen rögzített terelőket, a redundáns tartókereteket és a szűk résű szorítószerkezeteket a tartályon belül; cserélje ki a kemény érintkezős rögzített támasztékokat ív alakú, nagy érintkezőfelületű konzolokra, hogy minimálisra csökkentse a fűtőcső és a rögzített tartozékok közötti apró réseket. A csőkötegeket szabályos háromszög vagy négyzet alakú elrendezésbe rendezze, egyenletes térközzel, hogy biztosítsa a közeg átáramlását a csőköteg minden résén anélkül, hogy zárt, álló területeket képezne.
Harmadszor, javítsa ki az alacsony-kockázatú rejtett stagnáló pozíciókat, és telepítsen kisegítő, keringető pangásgátló-berendezéseket. Csővezeték vakcsövek, redundáns készenléti leágazó csövek és berendezések karbantartása esetén a folyadékpangásra hajlamos-csövek rövidre zárása, amennyire csak lehetséges, lerövidítse a vakcsövek hosszát, vagy szereljen fel kis kiegészítő keringető bypass csővezetékeket a közeg folyamatos mikro-keringésének megvalósítása érdekében. Telepítsen helyi kis keringető szivattyúkat a nagy fűtőtartályok és az alacsony-áramú holtvégű-végű csővezetékek aljára, hogy elkerülje a folyadék zavarását, és elkerülje a lebegő szennyeződések hosszú távú statikus lerakódását-. Állítson be rendszeres időközönként előre és hátra áramláskapcsoló mechanizmusokat a nagy-távolságú keringető csővezetékeknél, hogy megváltoztassa az eredeti áramlási téreloszlást, tisztítsa meg a csőfalon lerakódott üledéket, és kiküszöbölje az egy-hosszú-távon alacsony{13}}sebességű szennyeződési tapadást. A folyadékszint-ingadozási területeken és a csővezeték legmagasabb pontjain optimalizálja a kipufogószelep elrendezését, hogy időben ürítse ki a rekedt nem-kondenzálódó gázt, és megakadályozza, hogy a gázzsák kialakulása elfoglalja a csővezeték terét, és helyi áramlási megszakadást és a közeg stagnálását okozza.
Negyedszer, alkalmazzon számítási folyadékdinamikai szimulációt az elrendezés előtti-ellenőrzéshez és az üzembe helyezés utáni rendszeres áramlási helyszíni ellenőrzéshez. Hozzon létre egy háromdimenziós áramlási mező szimulációs modellt, amely összhangban van a tényleges csővezeték és csőköteg elrendezéssel a berendezés építése előtt, szimulálja a teljes rendszer áramlási sebesség-eloszlását névleges munkakörülmények között, jelölje meg az összes kis-sebességű stagnáló területet 0,6 m/s alatt, és előre optimalizálja a szerkezeti sémát a rejtett réskorróziós kockázatok kiküszöbölése érdekében. A rendszer üzembe helyezése után minden leágazó csővezetéknél és tipikus könnyű-stagnálási helyzetekben gondoskodjon az áramlási sebesség érzékeléséről, állítsa be ismételten a kiegyenlítő szelepeket, amíg minden mérési pont el nem éri a biztonságos áramlási sebesség tartományt. Kombinálja a szűrők rendszeres nyomáskülönbség-ellenőrzését és a csőkötegek szennyeződés-ellenőrzését annak megítélésére, hogy a helyi áramlási mező romlik-e a csővezeték méretezése miatt; a visszaáramlási és stagnálási jelek megjelenése után időben végezze el a csővezeték keringető tisztítását és az áramlási egyensúly visszaállítását. Archiválja az áramlási mező szimulációs jelentéseket, az áramlási sebesség vizsgálati rekordokat és a csővezeték elrendezési rajzokat a berendezés műszaki fájljaiba, és kövesse az eredeti optimalizált áramlási mező szabványt a csővezeték későbbi rekonstrukciója és kapacitásbővítése során, hogy elkerülje a stagnáló holt zónák másodlagos keletkezését.
A szántóföldi alkalmazások eredményei azt mutatják, hogy az optimalizált áramlási térelrendezésű fűtőrendszerek 1,5% alatt szabályozzák az alacsony sebességű, stagnáló területek arányát, és 316 rozsdamentes acél fűtőcső réskorróziós meghibásodási aránya 95%-kal csökken. Ezzel szemben az indokolatlan csővezeték-elrendezésű rendszerekben a csőkötegek több mint 12%-a hosszú távú-alacsony-áramlási állapotban van, és a réskorróziós szivárgási balesetek gyakran előfordulnak a működést követő 3-6 éven belül. Összefoglalva, a biztonságos áramlási sebesség beállítása és a csővezeték hidraulikus optimalizálása, a pangásgátló csőköteg beépítési tervezése, a keringtető segédberendezés konfigurációja és a CFD előzetes szimulációs ellenőrzése alapvetően kiküszöbölheti a réskorrózió kialakulásához szükséges környezeti feltételeket. Az áramlási mező elrendezésének optimalizálása egy gazdaságos és tartós korróziógátló tervezési intézkedés, amely fenntartja az áramló közeg folyamatos súrlódásvédelmét a rozsdamentes acél passzív fólián, és megbízható folyadékkörnyezeti garanciát nyújt a 316 rozsdamentes acél fűtőcső hosszú távú biztonságos működéséhez különböző ipari keringtető hőcserélő rendszerekben.
