กลไกของความล้มเหลวในการแคร็กจากความเครียดจากการกัดกร่อนของท่อทำความร้อนไทเทเนียมและแผนการควบคุมการป้องกันกระบวนการ-เต็มรูปแบบ

ความล้มเหลวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) หมายถึงท่อความร้อนไทเทเนียมที่ทนต่อแรงดึงอย่างต่อเนื่องขณะทำงานในไอออนฮาโลเจน-ที่มีตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ภายใต้ผลเสริมฤทธิ์กันของความเค้นเชิงกลและการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า แหล่งที่มาของรอยแตกขนาดเล็กจะงอกบนพื้นผิวท่อ และรอยแตกจะขยายไปตามระนาบคริสตัลเฉพาะอย่างรวดเร็วโดยไม่เกิดการเสียรูปพลาสติกอย่างเห็นได้ชัด เมื่อรอยแตกร้าวทะลุผนังท่อ จะเกิดการรั่วไหลของสื่ออย่างกะทันหันหรือท่อแตกเปราะจะเกิดขึ้น โหมดความล้มเหลวนี้มีการปกปิดอย่างมากและฉับพลัน โดยส่วนใหญ่ปรากฏในท่อแรงดันไทเทเนียมที่ให้บริการในคลอไรด์ โบรไมด์ และเมทานอล-ที่มีสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

1. กลไกการสร้างและการขยายพันธุ์ของการกัดกร่อนจากความเครียด

ไทเทเนียมจะสร้างฟิล์มทู่ TiO₂ ที่เสถียรภายใต้สภาวะปกติเพื่อแยกเมทริกซ์ออกจากสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เมื่อเกิดความเค้นดึงบนพื้นผิวของวัสดุ รอยแตกขนาดเล็กจะเกิดขึ้นบนชั้นทู่ ไอออนของคลอไรด์ในตัวกลางจะแทรกซึมเข้าไปในส่วนปลายของรอยแตกร้าวผ่านฟิล์มที่แตกออก ทำให้เกิดการละลายของสารตั้งต้นที่เป็นขั้วบวกของไทเทเนียม ความเค้นแรงดึงจะดึงช่องว่างของรอยแตกร้าวอย่างต่อเนื่องเพื่อให้เห็นพื้นผิวโลหะใหม่ ส่งผลให้ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถกัดกร่อนปลายรอยแตกต่อไปได้ รอยแตกร้าวขยายเข้าด้านในตามเส้นทางข้ามแกรนูลหรือตามขอบเกรนในอัตราคงที่ แตกต่างจากการกัดกร่อนตามรอยแยกและการกัดกร่อนแบบกัลวานิกซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากการละลายของวัสดุอย่างง่าย SCC อาศัยการเชื่อมต่อของความเค้นดึงคงที่และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเฉพาะ และความเสียหายจะเกิดขึ้นในรูปแบบของการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวในทิศทาง มากกว่าการสูญเสียวัสดุที่สม่ำเสมอหรือเป็นรูพรุน

2. ตำแหน่งทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจาก SCC

รอยเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ที่มีความเค้นดึงตกค้างจากการเชื่อมสูง

ข้องอท่อเย็น-ที่มีความเค้นตกค้างที่ก่อตัวถาวรภายในเมทริกซ์

ส่วนของท่อยึดอย่างแน่นหนาด้วยส่วนรองรับ โดยที่การขยายตัวทางความร้อนถูกจำกัดเพื่อสร้างความเค้นแรงดึงเพิ่มเติม

ชิ้นส่วนเชื่อมต่อแบบเกลียวที่มีความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่รากของเกลียว

ส่วนท่อส่งใต้แรงดันภายในที่แบกรับความเค้นแรงดึงของห่วงระยะยาว-

3. ปัจจัยกระตุ้นหลักที่เร่งให้เกิดความล้มเหลวของ SCC

ตัวกลางประกอบด้วยส่วนประกอบของคลอไรด์ โบรไมด์ หรือเมทานอลที่ทำให้เกิดการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้นจากไทเทเนียม

กระบวนการเชื่อม การดัดงอ และการประกอบทำให้เกิดความเค้นดึงตกค้างจำนวนมากโดยไม่ต้องมีการบำบัดเพื่อบรรเทาความเค้น

แรงดันใช้งานภายในที่มากเกินไปจะเพิ่มความเค้นดึงตามเส้นรอบวงของผนังท่อเกินเกณฑ์ที่ปลอดภัย

รอยขีดข่วนและข้อบกพร่องที่พื้นผิวในท้องถิ่นกลายเป็นจุดเริ่มต้นพิเศษของรอยแตกร้าวภายใต้การกระทำของความเครียด

ไม่มีการบรรเทาความเครียดหลังจากการขึ้นรูปท่อ ซึ่งนำไปสู่การสะสมความเครียดภายในอย่างต่อเนื่อง

4. มาตรการทางเทคนิคการป้องกันและควบคุมลิงก์แบบเต็ม-

1. ยืนยันความเข้ากันได้ของตัวกลางอย่างเคร่งครัดในขั้นตอนการออกแบบ หลีกเลี่ยงวัสดุไทเทเนียมสำหรับตัวกลางที่มีประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำ SCC ที่แข็งแกร่ง

เลือกวัสดุโลหะผสมทางเลือกเพื่อกำจัดแหล่งกำเนิดการกัดกร่อนโดยพื้นฐาน

2) ดำเนินการบำบัดความร้อนแบบบรรเทาความเครียดแบบรวมสำหรับส่วนประกอบท่อไททาเนียมแบบเชื่อมและแบบงอ

ขจัดความเค้นดึงที่ตกค้างจากการขึ้นรูปและการเชื่อมภายในวัสดุ

3 ปรับโครงร่างการรองรับท่อให้เหมาะสม กำหนดข้อต่อการขยาย และตัวรองรับแบบเลื่อน

ปลดปล่อยความเครียดจากข้อจำกัดด้านความร้อนและลดแรงดึงเพิ่มเติมบนตัวท่อ

④ ปกป้องพื้นผิวท่ออย่างเคร่งครัดในระหว่างการก่อสร้าง ขัดเงา และขจัดรอยขีดข่วนและความเสียหายทางกล

ตัดจุดเริ่มต้นของรอยแตกที่ต้องการบนพื้นผิวออก

⑤ จำกัด-แรงกดดันในการออกแบบในระยะยาวเพื่อลดระดับความเค้นดึงของห่วงของผนังท่อ

ลดแรงผลักดันทางกลในการขยายตัวของรอยแตกร้าว

5. ตารางเปรียบเทียบผลการป้องกัน

表格

บทสรุป

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นท่อความร้อนของไทเทเนียมนั้นขับเคลื่อนร่วมกันโดยความเค้นดึงที่คงอยู่และฮาโลเจนจำเพาะที่มีตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน- ซึ่งจะแตกฟิล์มฟิล์มและส่งเสริมการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวในทิศทาง การป้องกันหลักหมายถึงการคัดกรองวัสดุ-ที่เข้าคู่กันปานกลาง การกำจัดความเค้นตกค้างผ่านการบำบัดความร้อน การปรับโครงสร้างท่อให้เหมาะสมเพื่อระบายความเครียดจากข้อจำกัด กำจัดแหล่งที่มาของข้อบกพร่องที่พื้นผิว และการควบคุมภาระแรงดันในการทำงาน การจัดการวง-กระบวนการปิด-ทั้งหมดของการเลือกใช้วัสดุ การประมวลผลส่วนประกอบ เค้าโครงการติดตั้ง และการตรวจสอบเป็นระยะสามารถป้องกันการแตกร้าวอย่างกะทันหันและอุบัติเหตุการรั่วไหลที่เกิดจากการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้นของท่อทำความร้อนไทเทเนียม