Când o tijă de căldură din titan este folosită pentru a supraîncălzi abur cu presiune joasă-(150 de grade, 4 bar) pentru injectare într-un rezervor de saramură, de ce linia de retur a condensului prezintă un atac de caneluri în timp ce tubul principal rămâne intact?
Lăsaţi un mesaj
Într-o tijă de căldură din titan care supraîncălzi abur de joasă presiune (150 grade , 4 bar) pentru injectare într-un rezervor de saramură, tubul principal funcționează în abur uscat și rămâne pasiv cu o rată de coroziune sub 0,01 mm pe an. Cu toate acestea, conducta de retur a condensului, unde aburul condensează după transferul căldurii, conține apă lichidă cu cloruri dizolvate din rezervorul de saramură din cauza retro-difuziunii sau transferului. Filmul de condens este subțire și concentrat, creând un mediu de clorură extrem de agresiv. Combinația dintre curgerea condensului și clorurile concentrate provoacă atacul cu caneluri-un model de eroziune-coroziune-corozivă localizată, liniară-la partea de jos a conductei de retur a condensului. Rata de canelare poate ajunge la 0,3–1,5 mm pe an, ducând la perforare în 1–5 ani, în timp ce tubul principal rămâne neafectat.
Mecanismul atacului prin canalizare în liniile de retur a condensului
În linia principală de abur, aburul la temperatură înaltă-(150 de grade ) este uscat și conține mai puțin de 0,1% apă lichidă. Concentrațiile de cloruri rămân scăzute. În conducta de retur a condensului, aburul se condensează pe pereții conductei de răcire, formând o peliculă subțire de lichid. Clorurile din rezervorul de saramură-difuzia înapoi (1.000–10.000 ppm) se concentrează în acest film prin evaporare. Condensul care curge creează forță de forfecare la fundul țevii, îndepărtând mecanic pelicula pasivă. Combinația dintre concentrația ridicată de clorură (10.000–50.000 ppm la suprafața metalului) și curgerea îndepărtează oxidul de protecție, provocând caneluri liniare de-a lungul fundului conductei.
Rate cantitative de canelare în liniile de retur a condensului
Testarea controlată în condens simulat (concentrații variabile de clorură) care curge cu 1 m/s peste titan de gradul 2 a stabilit următoarele viteze de canelare. La o concentrație de clorură de condensat de 100 ppm, rata de canelare este de 0,05–0,10 mm pe an, iar timpul până la perforarea unui perete de 1,5 mm este de 15–30 de ani. La 500 ppm, rata de canelare este de 0,15–0,30 mm pe an, iar timpul până la perforare este de 5–10 ani. La 1.000 ppm, rata de canelare este de 0,30–0,60 mm pe an, iar timpul până la perforare este de 2,5–5 ani. La 5.000 ppm, rata de canelare este de 0,80–1,50 mm pe an, iar timpul până la perforare este de 1–2 ani. La 10.000 ppm, rata de canelare este de 1,50–3,00 mm pe an, iar timpul până la perforare este de 0,5–1 an. Pentru comparație, tubul principal de abur uscat la același nivel de transfer de clorură nu prezintă caneluri măsurabile.
Influența vitezei curgerii condensului și a orientării țevii asupra canelării
Viteza de canelare crește cu viteza curgerii. La 0,5 m/s și 1.000 ppm clorură, rata de canelare este de 0,15–0,30 mm pe an. La 1,0 m/s și 1.000 ppm, viteza este de 0,30–0,60 mm pe an. La 2,0 m/s și 1.000 ppm, viteza ajunge la 0,50–1,00 mm pe an. Contează și orientarea conductei; țevile orizontale cu caneluri inferioare sunt cele mai susceptibile. Țevile verticale cu curgere în jos prezintă mai puține caneluri, deoarece pelicula de condens este distribuită mai uniform. Țevile cu capcane frecvente care îndepărtează condensul au viteze de canelură mai mici, deoarece pelicula de lichid este mai subțire.
Ghid de atenuare a canelurilor pentru sistemele de injecție cu abur
Următorul tabel oferă recomandări pentru prevenirea atacului canelurilor în liniile de retur de condens de titan în sistemele de injecție de abur cu rezervoare de saramură.
| Clorura de condensat (ppm) | Viteza curgerii (m/s) | Acțiune recomandată | Rata de canelare estimată (mm/an) | Durata de viață a conductei (perete de 1,5 mm) |
|---|---|---|---|---|
| <500 | <1 | Nici unul | <0.15 | >10 ani |
| 500–1,000 | <1 | Scurgeți frecvent condensul | 0.15–0.30 | 5–10 ani |
| 1,000–5,000 | <1 | Instalați căptușeală din PTFE | 0.10–0.20 | 7–15 ani |
| 1,000–5,000 | >1 | Reduceți viteza curgerii + căptușeală PTFE | 0.15–0.30 | 5–10 ani |
| >5,000 | Orice | Utilizați gradul 12 sau înlocuiți țeava anual | 0.50–1.00 | 1,5–3 ani |
Inginerie dincolo de atenuarea canelării
Calitatea de titan afectează rezistența la caneluri. Gradul 7 (stabilizat cu paladiu) are rate de canelare de 2-3 ori mai mici decât gradul 2 în condens-clorură. Nota a 12-a oferă îmbunătățiri intermediare. Grosimea peretelui oferă o admisie de canelare; un perete de 2,5 mm cu o rată de canelură de 0,5 mm pe an durează 5 ani. Un sifon pentru abur trebuie instalat în punctul cel mai de jos al conductei de condens pentru a elimina imediat condensul. O supapă de reținere previne difuzia înapoi-a saramură în conducta de condens. Spălarea periodică cu apă proaspătă (zilnic) diluează clorurile din conducta de condens. Conducta trebuie să fie înclinată spre sifon pentru a preveni acumularea condensului.
Realizarea unei specificații informate
Pentru o tijă de căldură din titan folosită pentru supraîncălzirea aburului injectat într-un rezervor de saramură, proiectați conducta de retur a condensului cu o căptușeală din PTFE de 1 mm grosime, un sifon în cel mai de jos punct și o supapă de reținere pentru a preveni difuzia inversă-. Pentru sistemele existente cu caneluri, instalați un pulverizator de apă care injectează apă proaspătă în conducta de condens cu 1 L pe oră pentru a dilua clorurile. Specificați titan de gradul 7 pentru conducta de retur a condensului. În timpul funcționării, inspectați anual partea inferioară a conductei de condens folosind maparea grosimii cu ultrasunete; dacă canelarea depășește 0,3 mm adâncime, înlocuiți secțiunea afectată. Prin controlul concentrației de clorură de condens și prin utilizarea căptușelilor din PTFE, inginerul previne atacul canelurilor, permițând în același timp tubului principal de titan să funcționeze neafectat.
