W rurociągach z zamkniętym obiegiem grzewczym, kotłach do reakcji chemicznych i wysokotemperaturowych-systemach wody technologicznej rozpuszczony tlen nierównomiernie rozmieszczony w ciekłym ośrodku jest jedną z ukrytych przyczyn korozji ogniw grzejnych ze stali nierdzewnej 316. Gdy lokalne obszary powierzchni rury grzewczej są pokryte osadami, szlamem biologicznym lub warstwami zastoju gazu, zawartość rozpuszczonego tlenu wewnątrz pokrytej strefy jest znacznie niższa niż w przepływającym medium sypkim. Obszary z wystarczającą ilością rozpuszczonego tlenu służą jako katoda ogniwa elektrochemicznego, w którym zachodzi reakcja redukcji tlenu, natomiast obszary pokryte- niedoborem tlenu zamieniają się w strefy anodowe i ulegają ciągłemu rozpuszczaniu metalu. Ten typ korozji miejscowej często rozpoczyna się pod drobnymi osadami i stopniowo rozwija się w głęboko penetrujące wżery. Wiele przedsiębiorstw kontroluje jedynie wartość pH i stężenie jonów chlorkowych w medium, ignorując monitorowanie rozpuszczonego tlenu i zarządzanie odpowietrzaniem. Nawet jeśli indeksy chlorków mieszczą się w standardowym zakresie, nierównomierna dystrybucja rozpuszczonego tlenu nadal będzie powodować poważną korozję wżerową pod-osadami, prowadzącą do nieoczekiwanych uszkodzeń nieszczelności rur grzewczych. Dlatego systematyczne odpowietrzanie medium w połączeniu z pomocniczą regulacją jakości wody jest ekonomicznym i skutecznym środkiem technicznym, mającym na celu zasadniczo wyeliminowanie korozji ogniwa tlenowego.
Korozja ogniwa spowodowana stężeniem tlenu ma swoje źródło w różnicy potencjałów utworzonej przez niespójne stężenie rozpuszczonego tlenu w różnych miejscach powierzchni stali nierdzewnej. W obszarach-bogatych w tlen cała, bogata w chrom-powłoka pasywna utrzymuje wysoki potencjał elektrody; wewnątrz osadów-pokrytych martwymi strefami tlen jest szybko zużywany w wyniku oddychania drobnoustrojów i reakcji elektrochemicznych, co skutkuje aktywacją filmu pasywnego i spadkiem potencjału. Pomiędzy tymi dwoma obszarami tworzy się duża różnica potencjałów, powodując ciągłe rozpuszczanie anodowe na powierzchni-z niedoborem tlenu. Nawet niewielki obszar pokryty w połączeniu z dużą powierzchnią katody-bogatej w tlen gwałtownie przyspieszy skoncentrowaną korozję wżerową. W wysokich temperaturach roboczych rozpuszczalność tlenu w wodzie maleje, a wytrącony rozpuszczony gaz łatwo gromadzi się w górnej części rur grzewczych, tworząc płaszcze gazowe, tworząc-strefy z niedoborem tlenu- o dużym zasięgu. Tymczasem wysoka temperatura przyspiesza szybkość reakcji elektrochemicznych, dodatkowo skracając okres inkubacji korozji wżerowej. Konwencjonalne inhibitory korozji mogą jedynie w ograniczonym stopniu spowolnić szybkość reakcji, podczas gdy dokładne odpowietrzenie może wyeliminować ze źródła siłę napędową korozji elektrochemicznej.
W tym badaniu zaproponowano cztery znormalizowane strategie techniczne odpowietrzania medium, aby zapobiec korozji ogniw grzejnych ze stali nierdzewnej 316. Najpierw wybierz ukierunkowane technologie odpowietrzania w zależności od stopnia uszczelnienia systemu i temperatury roboczej. W przypadku otwartych systemów wody obiegowej należy zastosować odpowietrzanie próżniowe w połączeniu z urządzeniami odpowietrzającymi natryskowymi w celu usunięcia rozpuszczonego tlenu z medium poprzez podciśnienie i pełny kontakt gazu-cieczy. W przypadku całkowicie zamkniętych systemów reakcyjnych i grzewczych należy zainstalować odgazowywacze termiczne, podgrzewające medium procesowe do temperatury bliskiej wrzenia, aby zmniejszyć rozpuszczalność tlenu i odprowadzać wytrącony tlen rurociągami wydechowymi. W szczelnie zamkniętych urządzeniach na małą skalę można zastosować odpowietrzanie chemiczne poprzez dodanie odpowiednich środków pochłaniających tlen, takich jak pochodne hydrazyny lub erytorbinian sodu, ściśle kontrolując stężenie dozowania, aby uniknąć wprowadzenia jonów zanieczyszczeń powodujących ryzyko wtórnej korozji. Regularnie wykrywaj zawartość rozpuszczonego tlenu w wielu punktach pobierania próbek, aby upewnić się, że ogólny poziom rozpuszczonego tlenu jest kontrolowany poniżej 20 ug/l.
Po drugie, zoptymalizuj układ rurociągów i zbiorników grzewczych, aby wyeliminować stagnację gazu i lokalne strefy okluzji osadów. Zainstaluj automatyczne zawory wydechowe w najwyższych punktach rurociągów grzewczych, na górze wiązek rur grzewczych i we wszystkich miejscach, w których łatwo gromadzi się gaz, aby w odpowiednim czasie usunąć wytrącony tlen i-gaz nieskraplający się, zapobiegając tworzeniu się-terminalnie-kożuchów gazowych z niedoborem tlenu na powierzchni rury. Zoptymalizuj prędkość przepływu płynu, aby uniknąć obszarów stojących-o niskim przepływie, zmniejszyć przyleganie osadów i szlamu biologicznego oraz zapewnić równomierną dystrybucję rozpuszczonego tlenu w całym systemie. Zastosuj instalację podwieszaną do wiązek rur grzewczych, aby powierzchnia dolnej rury była całkowicie oczyszczona przez przepływające medium, zapobiegając osadzaniu się szlamu i miejscowemu wyczerpaniu się tlenu w dolnym położeniu styku.
Po trzecie, należy skoordynować leczenie odpowietrzające z dozowaniem inhibitora pasywującego w celu ustabilizowania warstwy pasywnej. Po odpowietrzeniu należy odpowiednio dodać pasywujące-zmiatacze tlenu, które mogą nie tylko usunąć resztki rozpuszczonego tlenu, ale także utworzyć gęstą, adsorpcyjną warstwę ochronną na powierzchni stali nierdzewnej, naprawiając mikrodefekty warstwy pasywnej. Ściśle utrzymuj pH podłoża w zakresie od 7,5 do 9,0; środowisko alkaliczne sprzyja tworzeniu i zagęszczaniu pasywnej warstwy tlenku chromu, co dodatkowo poprawia odporność na korozję ogniwa ze stężeniem tlenu. Unikaj częstego wlotu powietrza spowodowanego awarią uszczelnienia sprzętu; regularnie sprawdzać uszczelki kołnierzy, uszczelnienia wału i złącza kompensacyjne, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza zewnętrznego do układu i ciągłym uzupełnianiu rozpuszczonego tlenu.
Po czwarte, zbuduj-długoterminowy mechanizm monitorowania rozpuszczonego tlenu i okresowego mechanizmu zarządzania konserwacją. Rozmieść czujniki rozpuszczonego tlenu online na wlocie i wylocie systemu grzewczego, aby monitorować-w czasie rzeczywistym i automatycznie alarmować, gdy stężenie tlenu przekroczy próg bezpieczeństwa. Regularnie czyść sprzęt filtrujący i powierzchnie wymiany ciepła, aby usunąć nagromadzony brud i terminowo eliminuj ukryte mikrośrodowiska z niedoborem tlenu. Po każdym przeglądzie polegającym na czyszczeniu chemicznym należy przeprowadzić operację usuwania i odpowietrzania układu, aby usunąć powietrze zmieszane z rurociągiem podczas konserwacji, a następnie uzupełnić pochłaniacze tlenu, aby przywrócić środowisko pracy o niskiej-rozpuszczonym-tlenie. Skoncentruj się na ultradźwiękowej kontroli grubości i wykrywaniu potencjału elektrochemicznego w celu łatwego gromadzenia się gazu i pozycji pokrycia osadów co sześć miesięcy w celu oceny ryzyka korozji wżerowej ogniwa ze stężeniem tlenu.
Dane z zastosowań terenowych pokazują, że rury grzejne pracujące w systemach z medium o niskiej-rozpuszczonym-tlenku nie wykazują uszkodzeń wżerowych wywołanych przez ogniwa zagęszczające tlen po-długim okresie użytkowania. Z kolei w przypadku sprzętu pozbawionego środków odpowietrzających w ciągu 4–9 lat może dojść do lokalnego wycieku pod-złożem. Podsumowując, sklasyfikowana konfiguracja odpowietrzania fizycznego i chemicznego, optymalizacja struktury stagnacji gazu, synergistyczna regulacja jakości wody pasywacyjnej i monitorowanie rozpuszczonego tlenu w czasie rzeczywistym- mogą wyeliminować różnicę potencjałów stanowiącą siłę napędową korozji ogniwa ze stężeniem tlenu. Technologia średniego odpowietrzania optymalizuje ogólne środowisko pracy rur grzewczych, skutecznie zapobiega ukrytej korozji zlokalizowanej pod osadami i zapewnia stabilne warunki pracy o niskiej-korozyjnej-długoterminowej bezpiecznej pracy rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316 w różnych przemysłowych-zamkniętych i półzamkniętych systemach procesowych.
