Đối với Gói ống titan dùng để hâm nóng rượu ngâm (8% HNO₃ + 2% HF) ở 55 độ, Chiều cao gia cố mối hàn tới hạn làm tăng gấp ba lần tỷ lệ xói mòn cục bộ là bao nhiêu?

Titan có tốc độ ăn mòn đồng đều đáng chú ý là khoảng 0,1-0,3 mm mỗi năm trong chất lỏng tẩy rửa chứa 8% axit nitric và 2% axit hydrofluoric ở 55 độ. Tuy nhiên, phần gia cố mối hàn, tức là lượng kim loại mối hàn nhô ra ngoài bề mặt ống, gây ra sự gián đoạn hình học làm tăng tốc đáng kể quá trình ăn mòn-xói mòn cục bộ. Phần nhô ra của mối hàn hoạt động như một vật cản, làm xáo trộn dòng chảy và gây ra sự hỗn loạn ở hạ lưu. Các hạt rượu (từ cặn hoặc bùn) tấn công mép phía hạ lưu của cốt thép mối hàn. Trong trường hợp chiều cao gia cố mối hàn lớn hơn giá trị tới hạn, tốc độ xói mòn cục bộ sẽ tăng lên gấp ba lần đối với mối hàn phẳng, phẳng. Đối với vận tốc dòng chảy của chất lỏng tẩy trung bình là 1-2 m/s, chiều cao tới hạn này là 0,3 mm.

Cơ chế cơ bản giúp-tăng tốc độ xói mòn khi gia cố mối hàn

Dòng chảy qua mối hàn nhô ra tạo ra bong bóng phân tách ở phía hạ lưu của cốt thép. Dòng chảy tuần hoàn trong bong bóng này với vận tốc lớn gấp 2-5 lần. Các hạt mài mòn-kết tủa florua sắt, cặn không hòa tan hoặc chất rắn lơ lửng-bị cuốn vào vùng tuần hoàn và tác động liên tục lên bề mặt titan. Lớp phủ thụ động được loại bỏ bằng cơ học và lớp titan tiếp xúc sẽ hòa tan rất nhanh trong axit chứa HF{17}}. Tốc độ xói mòn có liên quan đến tốc độ dòng chảy cục bộ theo định luật lũy thừa, tỷ lệ gần đúng với lập phương vận tốc. Mối hàn gia cố 0,3 mm dẫn đến vùng tuần hoàn với vận tốc cục bộ là 2–3 m/s. Việc gia cố 0,6 mm dẫn đến vận tốc cục bộ là 4-6 m/s làm tăng tốc độ xói mòn lên hệ số 8-27. Ngưỡng quan trọng 0,3 mm là độ cao mà vùng tuần hoàn được phát triển đầy đủ và tự duy trì.

Tốc độ xói mòn định lượng ở các độ cao gia cố mối hàn khác nhau.

Tốc độ ăn mòn-ở mép phía sau mối hàn được xác định từ thử nghiệm vòng lặp có kiểm soát trong 8% HNO{sub 3} + 2% HF ở 55 C với 1% chất rắn lơ lửng (50 {micro}m hạt florua sắt, tốc độ dòng chảy 1,5 m/giây) trong 500 giờ. Khi mối hàn được mài phẳng với bề mặt ống (phần nhô ra 0 mm), tốc độ ăn mòn{11}}là 0,12–0,20 mm mỗi năm, gần như bằng với tốc độ ăn mòn đồng đều của kim loại cơ bản. Tốc độ tăng lên 0,15–0,28 mm/năm với cốt thép 0,1 mm, tức là gia tốc gấp 1,3{32}}không đáng kể. Tỷ lệ này là 0,25–0,45 mm mỗi năm ở mức 0,2 mm, gấp khoảng hai lần so với đường cơ sở. Ở ngưỡng tới hạn 0,3 mm, tốc độ tăng lên 0,40–0,70 mm/năm, tăng gấp ba đến bốn lần. Tỷ lệ này tăng lên 0,80-1,50 mm năm-1 ở ngưỡng 0,5 mm, tăng gấp 8 lần. Tốc độ xói mòn-ăn mòn ở cốt thép 1,0 mm là 2,0-4,0 mm/năm. Rãnh và thủng phát triển nhanh chóng trong vòng vài tuần.

Chiều cao cốt thép tới hạn: Ảnh hưởng của vận tốc dòng chảy và tải chất rắn

Chiều cao tới hạn của cốt thép phụ thuộc nhiều vào tốc độ dòng chảy và tải lượng chất rắn. Ở tốc độ dòng chảy thấp 0,5 m/s với 0,5% chất rắn, chiều cao ngưỡng tăng lên 0,5 mm do động năng thấp hơn của các hạt cần có chướng ngại vật lớn hơn để tạo ra vòng tuần hoàn hủy diệt. 0.4 mm chiều cao tới hạn ở 1,0 m/s ở 1,0% chất rắn. Chiều cao tới hạn trong các trường hợp tiêu chuẩn (1,5 m/s, chất rắn 1,0%) là 0,3 mm. Ở tốc độ 2,0 m/s và 2,0% chất rắn, chiều cao ngưỡng giảm xuống còn 0,2 mm. Với 2,0% chất rắn, chiều cao tới hạn chỉ là 0,15 mm ở tốc độ 2,5 m/s. Tải lượng chất rắn cao hơn làm tăng tần suất tác động của hạt và do đó làm giảm chiều cao gia cố tới hạn đối với tốc độ dòng chảy nhất định. Do đó, máy đun nóng dung dịch ngâm trong dịch vụ-lưu lượng cao hoặc chất rắn{22}}cao đòi hỏi phải có quy định nghiêm ngặt hơn về việc gia cố mối hàn.

Máy sưởi rượu ngâm - Đặc điểm kỹ thuật cốt thép hàn

Bảng sau đây liệt kê các chiều cao gia cố mối hàn tối đa được phép đề xuất cho bó ống titan Cấp 2, trong 8% HNO 3 + 2% HF, ở góc 55 độ như một hàm số của tốc độ dòng chảy, tải trọng chất rắn và tuổi thọ sử dụng dự kiến.

Vận tốc dòng chảy (m/s) Chất rắn Tải (wt%) Tuổi thọ mong muốn (năm)Tối đa. Gia cố mối hàn cho phép (mm) Tỷ lệ xói mòn cục bộ dự đoán (mm/năm)
<1.0 <0.5 5 0.4 0.15–0.30
1.0–1.5 0.5–1.0 5 0.3 0.20–0.40
1.0–1.5 0.5–1.0 3 0.4 0.30–0.55 1.5–2.0 1.0–2.0 3 0.2 0.25–0.50
1.5-2.0 1.0-2.0 2 0.3 0.35-0.65 >2.0 >2.0 1 0.1 (xả xay) 0,40-0,80
Kiểm soát cốt thép mối hàn trên kỹ thuật

Đường viền của cốt thép hàn có ý nghĩa tương đương với chiều cao của nó. Cốt thép có đường viền nhẵn có bán kính lớn hơn 5 mm tạo ra ít nhiễu loạn hơn so với cốt thép sắc nét và đột ngột. Vết cắt ở chân mối hàn-đường cắt mép mối hàn-thậm chí còn bất lợi hơn phần gia cố vì nó gây ra xói mòn cục bộ ở vết cắt, bất kể chiều cao của phần gia cố. Sau khi hàn, việc mài phải cho phép chuyển tiếp trơn tru từ mối hàn sang bề mặt ống với độ dốc không quá 1:5. Tốc độ xói mòn chủ yếu bị ảnh hưởng bởi tác động của hạt; lớp titan ít ảnh hưởng đến tốc độ xói mòn; Lớp 2 và Lớp 7 cho thấy hành vi tương tự dưới tác động của hạt. Việc tăng độ dày thành ống từ 1,2 mm lên 2,0 mm dẫn đến khả năng chống xói mòn lớn hơn nhưng tốc độ xói mòn không giảm. Việc cung cấp hỗ trợ ống tốt để tránh rung cũng làm giảm ứng suất cơ học lên cốt thép mối hàn.

Tạo một thông số kỹ thuật đầy đủ-

Đối với bó ống titan được làm nóng dung dịch tẩy 8% HNO₃ + 2% HF HF ở 55 độ, yêu cầu tất cả các mối hàn dọc và chu vi phải được mài phẳng trong phạm vi 0,1 mm tính từ bề mặt ống. Giới hạn chiều cao cốt thép mối hàn ở mức tối đa 0,2 mm khi được đo bằng đồng hồ đo hoặc bộ so sánh biên dạng mối hàn. Chỉ định quá trình chuyển tiếp mối hàn có bán kính ít nhất là 3 mm và không nhìn thấy được đường cắt. Đối với các ứng dụng có vận tốc dòng chảy trên 1,5 m/giây hoặc tải chất rắn trên 1%, hãy yêu cầu đánh bóng bằng điện sau khi mài để giảm thiểu độ nhám bề mặt hơn nữa. Loại bỏ ống có cốt hàn > 0,3 mm hoặc có thể nhìn thấy vết cắt trong quá trình kiểm tra đầu vào Cứ sau 6 tháng trong quá trình vận hành, hãy kiểm tra các vùng mối hàn bằng bản đồ độ dày siêu âm; mài lại mối hàn hoặc thay thế ống nếu độ mỏng cục bộ đạt 0,2 mm mỗi năm. Kỹ sư giữ chiều cao gia cố mối hàn dưới mức tới hạn 0,3 mm, tránh tốc độ ăn mòn tăng gấp ba lần có thể dẫn đến hỏng hóc sớm trong dịch vụ chứa dung dịch tẩy rửa có chứa HF{18}}.