Titaanist kuumutusvardas, mis ülekuumendab madala rõhuga auru (150 kraadi, 4 baari) soolveepaaki süstimiseks, töötab põhitoru kuivas aurus ja jääb passiivseks korrosioonikiirusega alla 0,01 mm aastas. Kondensaadi tagasivoolutorustik, kus aur pärast soojuse ülekandmist kondenseerub, sisaldab aga tagasi-difusiooni või ülekandumise tõttu soolveepaagist lahustunud kloriididega vett. Kondensaadi kile on õhuke ja kontsentreeritud, luues väga agressiivse kloriidikeskkonna. Voolava kondensaadi ja kontsentreeritud kloriidide kombinatsioon põhjustab kondensaadi tagasivoolutoru allosas soone -lokaalse lineaarse erosiooni-korrosioonimustri-. Soonide määr võib ulatuda 0,3–1,5 mm aastas, mis põhjustab 1–5 aasta jooksul perforatsiooni, samal ajal kui põhitoru jääb muutumatuks.
Kondensaadi tagasivoolutorude soonte rünnaku mehhanism
Auru põhitorus on kõrge -temperatuuriga aur (150 kraadi) kuiv ja sisaldab vähem kui 0,1% vedelat vett. Kloriidi kontsentratsioon jääb madalaks. Kondensaadi tagasivoolutorus kondenseerub aur jahedama toru seintele, moodustades õhukese vedelikukile. Soolveepaagist tagasidifusioonil tekkivad kloriidid (1000–10 000 ppm) kontsentreeruvad aurustumisel selles kiles. Voolav kondensaat tekitab toru põhjas nihkepinge, eemaldades mehaaniliselt passiivse kile. Kõrge kloriidi kontsentratsiooni (10 000–50 000 ppm metalli pinnal) ja voolu kombinatsioon eemaldab kaitsva oksiidi, põhjustades toru põhjas lineaarset soont.
Kvantitatiivsed soonte määrad kondensaadi tagastusliinides
Kontrollitud testimine simuleeritud kondensaadiga (erinevad kloriidikontsentratsioonid), mis voolab 1 m/s üle 2. klassi titaani, on tuvastanud järgmised soonte määrad. Kondensaatkloriidi kontsentratsioonil 100 ppm on soonte kiirus 0,05–0,10 mm aastas ja aeg 1,5 mm seina perforatsioonini 15–30 aastat. 500 ppm juures on soonte määr 0,15–0,30 mm aastas ja aeg perforatsioonini 5–10 aastat. 1000 ppm juures on soonte määr 0,30–0,60 mm aastas ja aeg perforatsioonini 2,5–5 aastat. 5000 ppm juures on soonte määr 0,80–1,50 mm aastas ja aeg perforatsioonini 1–2 aastat. 10 000 ppm juures on soonte määr 1,50–3,00 mm aastas ja aeg perforatsioonini 0,5–1 aasta. Võrdluseks, kuiva auru peatorus samal kloriidi ülekandumise tasemel ei ole mõõdetavat soont.
Kondensaadi voolukiiruse ja torude orientatsiooni mõju soontele
Soonestuskiirus suureneb koos voolukiirusega. 0,5 m/s ja 1000 ppm kloriidi juures on soonte määr 0,15–0,30 mm aastas. 1,0 m/s ja 1000 ppm juures on kiirus 0,30–0,60 mm aastas. 2,0 m/s ja 1000 ppm juures ulatub kiirus 0,50–1,00 mm aastas. Samuti on oluline toru orientatsioon; kõige vastuvõtlikumad on põhjasoontega horisontaaltorud. Allavooluga vertikaalsetes torudes on vähem sooni, kuna kondensaadikile jaotub ühtlasemalt. Kondensaadi eemaldavate sagedaste lõksudega torudel on väiksem soonte määr, kuna vedelikukile on õhem.
Auru sissepritsesüsteemide soonte leevendamise juhend
Järgmises tabelis on soovitused soolveepaakidega auru sissepritsesüsteemides titaankondensaadi tagasivoolutorude soonte vältimiseks.
| Kondensaatkloriid (ppm) | Voolukiirus (m/s) | Soovitatav tegevus | Eeldatav soonimiskiirus (mm/aastas) | Toru eluiga (1,5 mm sein) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Mitte ühtegi | <0.15 | >10 aastat |
| 500–1,000 | <1 | Tühjendage kondensaat sageli | 0.15–0.30 | 5-10 aastat |
| 1,000–5,000 | <1 | Paigaldage PTFE vooder | 0.10–0.20 | 7-15 aastat |
| 1,000–5,000 | >1 | Vähendage voolukiirust + PTFE vooder | 0.15–0.30 | 5-10 aastat |
| >5,000 | Ükskõik milline | Kasutage 12. klassi või vahetage toru igal aastal | 0.50–1.00 | 1,5-3 aastat |
Inseneritööd, mis ei hõlma soonte leevendamist
Titaani klass mõjutab soonekindlust. 7. klassil (pallaadium-stabiliseeritud) on 2–3 korda madalam soonemäär kui 2. klassil kõrge -kloriidisisaldusega kondensaadis. 12. klass pakub vahepealset täiendust. Seina paksus annab soonevaru; 2,5 mm sein 0,5 mm aastas soonte kiirusega kestab 5 aastat. Kondensaadi viivitamatuks eemaldamiseks tuleks paigaldada aurupüüdur kondensaaditoru madalaimasse kohta. Tagasilöögiklapp takistab soolvee tagasi{15}diffundeerumist kondensaaditorusse. Perioodiline loputamine mageveega (igapäevane) lahjendab kloriide kondensaaditorustikus. Toru peaks olema püüduri poole kaldu, et vältida kondensaadi kogunemist.
Teadliku spetsifikatsiooni koostamine
Soolveepaaki sisestatud auru ülekuumenemiseks kasutatava titaanist kuumutusvarda jaoks projekteerige kondensaadi tagasivoolutorustik 1 mm paksuse PTFE-vooderdusega, aurulõksuga madalaimas kohas ja tagasi{1}}difusiooni vältimiseks tagasilöögiklappiga. Olemasolevate soontega süsteemide jaoks paigaldage veepihusti, mis juhib kloriidide lahjendamiseks kondensaaditorusse värsket vett kiirusega 1 L tunnis. Kondensaadi tagasivoolutoru jaoks määrake 7. klassi titaan. Töötamise ajal kontrollige igal aastal kondensaaditoru põhja, kasutades ultraheli paksuse kaardistamist; kui soone sügavus ületab 0,3 mm, asendage kahjustatud osa. Kondensaadi kloriidi kontsentratsiooni reguleerimise ja PTFE vooderdiste kasutamisega hoiab insener ära soonte tekkimist, võimaldades samal ajal titaanist põhitorul muutumatult töötada.
