W dużych krążących zbiornikach chemicznych, systemach oczyszczania ścieków i urządzeniach do podgrzewania rurociągów turbulencje płynu, okresowe pulsacje pompy i wibracje mechaniczne będą w sposób ciągły oddziaływać na wiązkę rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316. Kiedy dwie metalowe powierzchnie stykowe wytrzymują niewielkie względne przemieszczenie posuwisto-zwrotne pod stałym ciśnieniem docisku, warstwa pasywna na obszarze styku ulega wielokrotnemu zużyciu i uszkodzeniu, powodując korozję cierną. Ta specjalna miejscowa korozja często występuje na stałych wspornikach, w miejscach styku wiązek rur i na połączeniach zaciskowych kołnierzy. Ciągłe tarcie powoduje złuszczanie bogatej w chrom-warstwy ochronnej, wystawiając świeży metal na działanie środowiska korozyjnego, a pozostałości zużycia gromadzą się w wąskich szczelinach, tworząc obszary okluzyjne, przyspieszając korozję ogniwa tlenowego. Wielu projektantów sprzętu bierze pod uwagę jedynie statyczną wytrzymałość mocowania i ignoruje ryzyko drgań dynamicznych w warunkach pracy, co skutkuje ukrytym zużyciem ciernym i korozją w punktach mocowania, co stopniowo przekształca się w ścieńczenie ścianek rury, lokalną perforację i pękanie podpory. Dlatego optymalizacja tłumienia drgań i ochrona powierzchni stykowej są niezbędnymi środkami technicznymi eliminującymi awarie korozji ciernej rur grzewczych.
Korozja cierna jest wynikiem połączenia mechanicznego zużycia ciernego i korozji elektrochemicznej. Pod wpływem wibracji roboczych dochodzi do mikroposuwu posuwisto-zwrotnego pomiędzy zewnętrzną ścianą rury grzewczej a metalowymi wspornikami lub sąsiadującymi rurami grzewczymi. Twarda, pasywna warstwa tlenku jest najpierw zarysowana i rozdrobniona, tworząc drobne cząstki powstałe w wyniku zużycia tlenku metalu. Cząstki ścierne pozostają w wąskiej szczelinie stykowej, co dodatkowo pogłębia zarysowania ścierne na powierzchni metalu. Świeże podłoże ze stali nierdzewnej narażone na tarcie szybko ulega anodowemu rozpuszczeniu w środowisku wodnym zawierającym chlorek. Nowo zregenerowana warstwa pasywna jest wielokrotnie niszczona w wyniku cyklicznego mikro-poślizgu, tworząc błędne koło uszkodzenia powłoki, korozji metalu i gromadzenia się ścierniwa. Położenia styków przy dużym napięciu wstępnym mocowania i-długoterminowych ciągłych wibracjach stwarzają największe ryzyko korozji ciernej, która zwykle objawia się równomiernym przerzedzeniem-w kształcie płytkiego rowka, pokrytym czerwonawymi-brązowymi osadami korozji i tlenkowymi materiałami ściernymi.
W tym badaniu podsumowano cztery ukierunkowane schematy techniczne mające na celu tłumienie korozji ciernej rur grzewczych ze źródła wibracji, powierzchni stykowej i optymalizacji strukturalnej.
Najpierw należy wdrożyć kontrolę źródła drgań, aby zmniejszyć amplitudę wzbudzenia cieczy i sprzętu mechanicznego. Wybierz odśrodkowe pompy obiegowe o niskiej-pulsacji i zamontuj złącza tłumiące drgania rurociągu na wlocie i wylocie pompy, aby osłabić okresowe wahania ciśnienia przenoszone na zbiornik grzewczy. Zoptymalizuj układ wewnętrznego pola przepływu, dodając przegrody wyrównujące przepływ, aby wyeliminować lokalne turbulentne wiry o-intensywności, unikając-rezonansu strukturalnego wiązki rur grzewczych indukowanego przez płyn. Regularnie sprawdzaj zużycie wirnika pompy, poluzowane śruby kotwiące podstawy i starzejące się amortyzatory, aby zapobiec nieprawidłowym wzmocnionym wibracjom spowodowanym awarią sprzętu.
Po drugie, zastosuj izolacyjne elastyczne uszczelki tłumiące, aby zmienić charakterystykę interfejsu stykowego. Pomiędzy rurą grzejną a metalowymi wspornikami instaluje się tulejki amortyzujące z-odpornego na wysoką temperaturę PTFE lub gumy silikonowej-, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu metalu--z metalem. Elastyczny materiał pochłania mikroprzesunięcia ślizgowe generowane przez wibracje, eliminuje zarysowania powstałe w wyniku tarcia na pasywnej folii ze stali nierdzewnej i izoluje ryzyko korozji galwanicznej pomiędzy różnymi metalami. Uszczelka powinna charakteryzować się wysoką odpornością na zużycie i-skutkami starzenia, a w trudnych warunkach korozyjnych wymagana jest regularna wymiana co 12 do 18 miesięcy, aby zapobiec uszkodzeniu uszczelki i wtórnemu uszkodzeniu ciernemu.
Po trzecie, zoptymalizuj układ wiązki rur i sposób mocowania, aby ograniczyć względne mikroprzemieszczenia. Zastosuj jedno-punktowe mocowanie zawieszenia zamiast wielopunktowego sztywnego mocowania-, odpowiednio poluzuj napięcie wstępne mocowania śrub zaciskających, aby uniknąć nadmiernego nacisku stykowego. W przypadku gęsto ułożonych wiązek rur grzewczych należy ustawić plastikowe tuleje oddzielające ograniczające odstępy pomiędzy sąsiednimi rurami, aby zapobiec wzajemnym kolizjom i tarciu podczas płukania płynu. Unikaj zbyt długiego montażu wspornika; zwiększyć pośrednie podpory pomocnicze, aby zmniejszyć amplitudę drgań zginających podwieszonych odcinków rur.
Po czwarte, wzmocnij obróbkę powierzchniową-odporną na zużycie w-obszarach kontaktowych wysokiego ryzyka. Lokalne polerowanie lustrzane lub pasywacja o wysokiej-twardości przeprowadzana jest na powierzchni rury grzejnej w miejscach mocowania, aby poprawić odporność folii pasywnej na zużycie. W przypadku sprzętu pracującego w ekstremalnie trudnych warunkach wibracyjnych, na obszarach styku można zastosować powłokę laserową z odpornego na zużycie-stopu antykorozyjnego na bazie niklu,-w celu utworzenia-wytrzymałej warstwy ochronnej, zasadniczo odpornej na uszkodzenia spowodowane tarciem i erozję jonów chlorkowych.
Długoterminowe dane-z terenowego śledzenia pokazują, że w rurach grzewczych wyposażonych w elastyczne uszczelki tłumiące i optymalizujące źródło wibracji po ponad 24 miesiącach ciągłej pracy nie występuje żadne widoczne zużycie cierne ani przerzedzenie korozji. Natomiast sztywno zamocowane wiązki rur grzejnych z bezpośrednim kontaktem z metalem ulegają poważnej korozji ciernej-w kształcie rowków w miejscach podparcia w ciągu 6 do 10 miesięcy. Podsumowując, tłumienie wibracji płynów w sprzęcie, stosowanie elastycznych akcesoriów izolujących styki, optymalizacja-stałej konstrukcji antypoślizgowej i wdrażanie lokalnego wzmocnienia powierzchni może skutecznie zablokować cały proces powstawania korozji ciernej. Te specyfikacje ochrony przed wibracjami eliminują ryzyko ukrytego zużycia-korozyjnego na stałych złączach rur grzewczych, zapewniają integralność strukturalną wiązek rur w-długoterminowym środowisku wibracji oraz zapewniają stabilną i wymagającą-konserwacji pracę przemysłowych systemów grzewczych.
