Egy titán hőrúdban, amely alacsony{0}}nyomású gőzt túlhevít (150 fok, 4 bar) sóoldat-tartályba injektálva, a főcső száraz gőzben működik, és passzív marad, évi 0,01 mm alatti korróziós sebességgel. A kondenzátum visszatérő vezetéke azonban, ahol a gőz a hőátadás után lecsapódik, folyékony vizet tartalmaz oldott kloridokkal a sóoldat-tartályból a visszadiffúzió vagy áthordás következtében. A kondenzátumréteg vékony és koncentrált, rendkívül agresszív kloridos környezetet hoz létre. Az áramló kondenzátum és a koncentrált kloridok kombinációja barázdás rohamot okoz,-egy lokális, lineáris eróziós-korróziós mintát-a kondenzvíz-visszavezető vezeték alján. A hornyolási sebesség elérheti a 0,3-1,5 mm-t évente, ami 1-5 éven belül perforációhoz vezethet, miközben a főcső érintetlen marad.
A barázdás támadás mechanizmusa a kondenzvíz-visszavezető vonalakban
A fő gőzvezetékben a magas{0}}hőmérsékletű gőz (150 fok) száraz, és kevesebb, mint 0,1% folyékony vizet tartalmaz. A kloridkoncentráció továbbra is alacsony. A kondenzátum visszatérő vezetékben a gőz lecsapódik a hűtőcső falain, vékony folyadékfilmet képezve. Ebben a filmben párolgás útján a sóoldat-tartályból származó kloridok vissza-diffundálódnak (1000–10000 ppm). Az áramló kondenzátum nyírófeszültséget hoz létre a cső alján, mechanikusan eltávolítva a passzív filmréteget. A magas kloridkoncentráció (10 000–50 000 ppm a fémfelületen) és az áramlás kombinációja eltávolítja a védőoxidot, ami lineáris hornyolást okoz a cső alján.
Mennyiségi hornyolási arányok a kondenzvíz-visszavezető vonalakban
A 2. fokozatú titán felett 1 m/s sebességgel folyó szimulált kondenzátum (változó kloridkoncentrációjú) ellenőrzött tesztelése a következő hornyolási sebességeket állapította meg. 100 ppm kondenzátum-klorid-koncentrációnál a barázdálási sebesség évi 0,05-0,10 mm, az 1,5 mm-es fal perforálási ideje 15-30 év. 500 ppm-nél a hornyolási sebesség 0,15-0,30 mm évente, a perforációig eltelt idő pedig 5-10 év. 1000 ppm-nél a barázdálási sebesség évi 0,30-0,60 mm, a perforációig eltelt idő pedig 2,5-5 év. 5000 ppm-nél a hornyolási sebesség 0,80–1,50 mm évente, a perforációig eltelt idő pedig 1–2 év. 10 000 ppm-nél a hornyolási sebesség 1,50–3,00 mm évente, a perforációig eltelt idő pedig 0,5–1 év. Összehasonlításképpen, a szárazgőz főcső ugyanazon a klorid-átviteli szinten nem mutat mérhető barázdát.
A kondenzátum áramlási sebességének és a cső tájolásának hatása a hornyolásra
A hornyolás sebessége az áramlási sebességgel nő. 0,5 m/s és 1000 ppm klorid esetén a barázdálási sebesség évi 0,15-0,30 mm. 1,0 m/s és 1000 ppm mellett a sebesség évi 0,30–0,60 mm. 2,0 m/s és 1000 ppm mellett a sebesség eléri a 0,50–1,00 mm-t évente. A cső tájolása is számít; az alsó hornyos vízszintes csövek a leginkább érzékenyek. A lefelé irányuló áramlású függőleges csövek kevésbé hornyosak, mivel a kondenzátumréteg egyenletesebben oszlik el. A kondenzátumot eltávolító, gyakori csapdákkal ellátott csövek kisebb hornyolási sebességgel rendelkeznek, mivel a folyadékfilm vékonyabb.
A barázdák enyhítésére vonatkozó útmutató gőzbefecskendező rendszerekhez
Az alábbi táblázat ajánlásokat tartalmaz a titán kondenzátum visszatérő vezetékeiben a sóoldattartályokkal rendelkező gőzbefecskendező rendszerek hornyos támadásainak megelőzésére.
| Kondenzátum-klorid (ppm) | Áramlási sebesség (m/s) | Javasolt intézkedés | Várható hornyolási sebesség (mm/év) | Cső élettartama (1,5 mm-es fal) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Egyik sem | <0.15 | >10 év |
| 500–1,000 | <1 | Gyakran engedje le a kondenzvizet | 0.15–0.30 | 5-10 év |
| 1,000–5,000 | <1 | Szerelje be a PTFE bélést | 0.10–0.20 | 7-15 év |
| 1,000–5,000 | >1 | Csökkentse az áramlási sebességet + PTFE bélés | 0.15–0.30 | 5-10 év |
| >5,000 | Bármilyen | Használjon 12-es fokozatot, vagy cserélje ki a csövet évente | 0.50–1.00 | 1,5-3 év |
Mérnöki tervezés a barázdák bevágásának enyhítésén túl
A titán minőség befolyásolja a hornyolási ellenállást. A 7-es fokozat (palládium-stabilizált) 2-3-szor alacsonyabb hornyolási sebességgel rendelkezik, mint a 2-es fokozat magas-kloridtartalmú kondenzátumban. A 12. évfolyam köztes fejlesztést kínál. A falvastagság hornyolási ráhagyást biztosít; egy 2,5 mm-es fal évi 0,5 mm-es hornyolási sebességgel 5 évig bírja. A kondenzvízvezeték legalacsonyabb pontjára gőzleválasztót kell felszerelni a kondenzátum azonnali eltávolítása érdekében. A visszacsapó szelep megakadályozza a sóoldat visszadiffundálását{15}}a kondenzvízvezetékbe. A rendszeres öblítés friss vízzel (naponta) felhígítja a kloridokat a kondenzvízvezetékben. A kondenzvíz felhalmozódásának megelőzése érdekében a csövet a csapda felé kell lejteni.
Tájékozott specifikáció készítése
A sóoldat-tartályba befecskendezett gőz túlhevítésére használt titán hőrúd esetében tervezze meg a kondenzátum visszatérő vezetékét 1 mm vastag PTFE-betéttel, gőzcsapdával a legalacsonyabb ponton, valamint egy visszacsapó szeleppel a vissza-diffundáció megakadályozására. Meglévő hornyos rendszereknél szereljen be vízpermetet, amely 1 liter/óra sebességgel friss vizet fecskendez a kondenzvízvezetékbe a kloridok hígításához. A kondenzvíz visszatérő vezetékhez 7. fokozatú titánt adjon meg. Működés közben évente ellenőrizze a kondenzvízvezeték alját ultrahangos vastagságtérkép segítségével; Ha a hornyolás mélysége meghaladja a 0,3 mm-t, cserélje ki az érintett részt. A kondenzátum-klorid koncentrációjának szabályozásával és a PTFE bélésekkel a mérnök megakadályozza a barázdák kialakulását, miközben lehetővé teszi a fő titáncső érintetlen működését.
