침식-부식은 기계적 마모와 전기화학적 부식이 결합된 손상 모드로, 고속-유량-순환 파이프라인에 설치된 316 스테인리스강 가열 튜브에서 자주 발생합니다. 고속-유체가 부유 고체 입자, 기포 또는 가스-액체 2상 흐름-을 운반하여 가열 튜브의 내벽을 지속적으로 닦을 때 원래 조밀했던 크롬-풍부 부동태 피막이 기계적으로 국부적으로 벗겨집니다. 보호막이 손상되면 노출된 금속 기판은 폐수 및 산성 순환액을 함유한 염화물{10}}과 같은 부식성 매체에 빠르게 용해되며, 지속적인 유체 충격에서는 새로운 부동태막이 적시에 형성되기 어렵습니다. 필름 박리 및 금속 용해의 이러한 순환 과정은 튜브 벽에 부식 손상과 같은 유선형 홈-을 점진적으로 형성하게 되는데, 이는 초기 단계에서 기존의 육안 검사로는 감지하기 어렵습니다. 다수의 가열 튜브는 엘보우, 입구 부분 및 급격한 팽창-수축 위치에서 국부적으로 벽이 얇아지고 관통 누출이 발생하며, 이는 주로 유속 제어를 무시하고 침식 방지 구조 최적화가 부족하여 발생합니다.- 따라서 유체 유량을 합리적으로 제한하고 파이프라인 레이아웃을 최적화하는 것은 침식{17}}부식을 방지하고 난방 장비의 장기적인 서비스 신뢰성을 보장하기 위한 필수적인 기술적 조치입니다.-
침식-부식의 손상 메커니즘에는 상호 촉진되는 두 가지 프로세스가 포함됩니다. 기계적인 측면에서 고속-유체와 연행된 고체 입자는 지속적인 충격과 전단력을 발생시켜 부동태 피막을 긁어내고 금속 표면에 미세-마모 흔적을 형성합니다. 전기화학적으로 부동태 피막이 없는 새로운 금속 표면은 양극 역할을 하여 빠르게 용해되는 반면, 주변의 손상되지 않은 부동태 영역은 부식 반응을 가속화하는 음극 역할을 합니다. 기체-액체 2상 흐름-은 기포의 주기적인 붕괴로 인해 이러한 실패 모드를 악화시키고, 순간적으로 높은 충격 압력을 발생시켜 캐비테이션 침식을 유발합니다. 지나치게 높은 유속, 날카로운 파이프라인 모서리 및 고르지 않게 분포된 고체 불순물은 침식-부식의 잠복기를 크게 단축시키며, 유속을 적절하게 줄이고 구조 설계를 최적화하면 필름 손상 순환과 양극 용해를 효과적으로 늦출 수 있습니다.
표 1 유체 흐름 속도 등급 및 침식-316 스테인리스강 가열 튜브의 부식 방지 체계
表格
| 유속 등급 | 유속 범위 | 중간 기능 | 침식-부식 위험 | 표준 최적화 측정 |
|---|---|---|---|---|
| 1등급(안전) | 1.5m/s 이하 | 깨끗한 단상-액체, 부유 입자가 거의 없음 | 무시할 만한 | 정기적인 연간 초음파 두께 검사 |
| 2등급(저위험) | 1.5–2.5 m/s | 약간 탁한 액체, 작은 부유 불순물 | 낮은 | 유선형 엘보 구조 채택, 파이프 내부 표면 연마 |
| 3등급(중위험) | 2.5–4.0 m/s | 미세한 고체 입자가 있는 액체, 간헐적인 가스 혼입 | 중간 | 완충 구역 및 흐름 안정 장치를 설치하고 국지적 난류를 줄입니다. |
| 4등급(고위험) | ＞4.0 m/s | 가스-액체 2상 흐름-또는 고-고체 탁도 매체 | 높은 | 내마모성 복합 라이닝 사용- + 파이프 직경 확대로 유속 감소 |
기업은 가열 시스템의 초기 설계 단계에서 유압 계산을 수행하여 스테인레스 스틸 재질의 안전한 범위 내에서 유체 유속을 엄격하게 제어해야 합니다. 난류가 발생하기 쉬운 파이프라인 엘보, 입구 및 출구 부품의 경우 유체 충격 강도를 줄이기 위해 날카로운 직각 굴곡 대신 큰-반경의 유선형 구조를 채택해야 합니다.{2}} 가열관 및 배관 피팅의 내부 표면을 미세하게 연마하여 표면 거칠기를 낮추어 유체 전단력에 대한 부동태 피막의 접착 안정성을 향상시켜야 합니다. 다수의 고체 입자를 함유한 매체의 경우, 불순물을 차단하고 튜브 벽의 입자 마모 손상을 방지하기 위해 가열 장비의 앞쪽 끝에 필터를 설치해야 합니다. 기체-액체 혼합 작업 조건에서는 기포 붕괴-로 인한 캐비테이션 침식을 제거하기 위해 배기 장치를 장착해야 합니다.
주요 침식{0}}가능성이 있는 위치는 정기적인 비파괴 검사 목록에 포함되어야 하며, 초음파 두께 검사는 6개월마다 시행되어 벽 감쇄 추세를 추적해야 합니다. 유선형의 부식 홈이 발견되면 흐름 최적화 또는 국부적 내마모{3}}라이닝 변형을 시기적절하게 수행해야 합니다. 수질 규제 및 표면 부동화 보호 기능이 결합되어 유체-유발 침식-부식이 효과적으로 억제됩니다. 체계적인 흐름 매개변수 제어 및 구조적 최적화는 단일 재료 부식 방지 설계의 결함을 해결하고, 316 스테인레스 스틸 가열 튜브에 대한 다차원 보호 시스템을 구축하고, 흐름 정련 복합 부식 실패로 인한 갑작스러운 장비 가동 중단 손실을 효과적으로 방지합니다.
