Tại sao các miếng đệm ống sưởi không phù hợp lại làm tăng tốc độ ăn mòn và rò rỉ thiết bị

# Nguyên nhân làm tăng tốc độ ăn mòn và rò rỉ thiết bị khi các miếng đệm ống sưởi không khớp chính xác là gì? Các miếng đệm bịt ​​kín rất cần thiết để ngăn chặn sự rò rỉ môi chất ở tất cả các cổng kết nối ống sưởi, khớp nối mặt bích và các phần chuyển tiếp kim loại thạch anh{0}}. Nhiều rủi ro ăn mòn tiềm ẩn sẽ xuất hiện tại các mối nối nếu sử dụng miếng đệm với vật liệu không khớp, lão hóa, độ dày không chính xác hoặc lắp đặt không đúng cách. Những rủi ro này bao gồm nứt do ứng suất nhiệt, bẫy chất lỏng ăn mòn còn sót lại, vùng chết của màng sinh học và hình thành tế bào điện. Những điểm ăn mòn khớp này thường bị bỏ qua trong quá trình tuần tra hàng ngày và đóng vai trò là vị trí ban đầu dẫn đến sự cố rò rỉ của hệ thống sưởi. Bảng sau đây mô tả các chu kỳ thay thế, mối nguy hiểm và các tiêu chuẩn tương ứng đối với bốn vật liệu ống gia nhiệt.|Vật liệu ống sưởi ấm|Vật liệu đệm tiêu chuẩn phù hợp|Nguy hiểm của miếng đệm không khớp|Hiện Tượng Hư Khớp Điển Hình|Chu kỳ thay thế bắt buộc|| ----|----|----|----|----|| Thép không gỉ 316|Miếng đệm PTFE / mở rộng PTFE|Gioăng cao su hấp thụ axit & kiềm, phân hủy giải phóng clorua; miếng đệm kim loại khác nhau tạo ra sự ăn mòn điện|Rỗ mặt bích, rỉ sét cục bộ tại mối nối|Định kỳ 6 tháng một lần; thay thế sau 2 đợt khử trùng ở nhiệt độ cao|| Titan lớp 2|Miếng đệm đàn hồi nguyên chất PTFE (không có chất độn kim loại)|Miếng đệm bằng thép cacbon/kim loại tiếp xúc với titan để tạo thành tế bào điện; gioăng cao su bẫy cặn florua|Vòng ăn mòn đồng nhất màu sữa ở khớp ống, điện thế giảm liên tục|Định kỳ 4 tháng một lần; thay thế nếu thấy biến dạng miếng đệm|| Lò sưởi tráng PFA|Miếng đệm PTFE mềm dày|Miếng đệm kim loại cứng làm xước lớp phủ PFA tại vị trí kẹp; cao su thông thường trương nở bằng kiềm nóng|Phủ vết xước xuyên thấu ở mặt bích, xen kẽ các vết phồng rộp dưới vết xước|Định kỳ 6 tháng một lần; thay thế sau khi tháo rời|| Thủy tinh thạch anh|Đệm đệm composite PTFE có lớp xen kẽ đàn hồi|Miếng đệm kim loại cứng/nhựa cứng truyền ứng suất nhiệt trực tiếp, ép thạch anh tạo thành các vết nứt nhỏ|Nứt ren thạch anh, thấm chất lỏng ở khớp|Định kỳ 3 tháng một lần; thay thế một khi đã tháo dỡ|## 1. Miếng đệm không khớp là nguyên nhân dẫn đến 4 cơ chế ăn mòn trung tâm. ### ① Ăn mòn điện giữa các vật liệu dẫn điện không giống nhau. Thế điện cực của titan và thép không gỉ là khác nhau. Một vòng điện hoàn chỉnh giữa titan và kim loại lạ được hình thành khi các miếng đệm được gia cố bằng kim loại, vòng đệm bằng thép carbon hoặc miếng đệm bằng đồng được sử dụng ở mặt bích ống titan. Màng thụ động TiO₂ hòa tan liên tục, dẫn đến hình thành một vòng tròn có vết ăn mòn màu trắng đục dọc theo đường tiếp xúc của miếng đệm. Titan đóng vai trò là cực dương hy sinh. Trong khoảng thời gian 1–2 tháng, sự ăn mòn sẽ trở nên rõ ràng ngay cả ở những vùng tiếp xúc nhỏ nhất. ### ② Các ion ăn mòn trong các khe hở bịt kín được tăng cường do sự xuống cấp của miếng đệm. Chất lỏng làm sạch có tính kiềm, môi trường hữu cơ và axit florua được hấp thụ bởi cao su nitrile thông thường, cao su silicon và miếng đệm EPDM trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ cao kéo dài. Sự phân hủy cao su được tăng tốc bởi nhiệt độ cao, giải phóng clorua, ion lưu huỳnh và florua dư bị mắc kẹt trong khe hẹp giữa miếng đệm và thành ống. Môi trường vi mô ăn mòn cao cục bộ dai dẳng hình thành trong vùng chết khép kín không thể bị chất lỏng CIP làm sạch và nó ưu tiên tấn công các mối hàn, bề mặt titan và các cạnh lớp phủ. #### ③ Vùng chết tích tụ màng sinh học được xác định bởi khe hở đóng hẹp Các khe hở nhỏ ứ đọng được tạo ra giữa miếng đệm và thành ngoài của ống sưởi do miếng đệm mỏng không đúng cách hoặc kẹp dây buộc lỏng lẻo. Trong khoảng trống, trầm tích trung bình, sợi nấm và protein tích tụ và không thể được rửa sạch bằng chất lỏng tuần hoàn, dẫn đến sự hình thành nhanh chóng màng sinh học dày đặc. Trong quá trình giám sát trực quan định kỳ, miếng đệm che giấu sự ăn mòn của các tế bào tập trung oxy dọc theo chu vi khớp, khiến không thể quan sát được. Vùng ăn mòn màng sinh học bị che giấu này là nguồn gốc của phần lớn các sự cố rò rỉ mặt bích. ### ④ Thiệt hại do ứng suất nhiệt trở nên trầm trọng hơn do các miếng đệm cứng, không khớp Các miếng đệm đệm đàn hồi được sử dụng bởi lớp lót thạch anh và PFA để bù đắp cho sự chênh lệch giãn nở nhiệt xảy ra trong chu kỳ khởi động-dừng. Các miếng đệm bằng kim loại cứng hoặc nhựa cứng không có khả năng biến dạng để chịu ứng suất giãn nở: - Trong thạch anh, lực ép đùn lặp đi lặp lại tập trung ở các chân ren, dẫn đến hình thành các vết nứt vi mô vô hình, giãn nở theo mỗi chu kỳ nhiệt. - Đối với lớp phủ PFA, các vết nén chu vi trên lớp nhựa dẻo là do các miếng đệm cứng trong quá trình siết chặt bu lông, mở ra các kênh thấm kiềm vĩnh viễn. ## 2. Diễn biến hư hỏng do vật liệu cụ thể do khớp gioăng không chính xác ### 316 Khớp nối mặt bích bằng thép không gỉ Lỗi thường gặp nhất là sử dụng gioăng cao su không chịu được hóa chất. Chất nền cao su bị kiềm nóng xâm nhập, phân hủy nó, giải phóng các ion clorua tập trung ở kẽ hở mặt bích. Màng thụ động crom của mép mối hàn hòa tan nhanh chóng, dẫn đến hình thành các vòng rỗ xung quanh mối hàn. Nếu sử dụng miếng đệm vết thương xoắn ốc bằng kim loại mà không có lớp phủ PTFE, dải kim loại sẽ tiếp xúc trực tiếp với thép không gỉ, dẫn đến ăn mòn điện nhẹ và làm mỏng mối hàn nhanh hơn. ### Các kết nối ống Titan của vòng Titanium Cấp 2 bị cấm sử dụng các miếng đệm composite chứa đầy kim loại. Một tế bào điện cực nhỏ có thể được thiết lập ngay cả bằng điểm tiếp xúc nạp kim loại nhỏ nhất. Vết fluoride được hấp phụ bởi màng sinh học được giữ bên dưới miếng đệm, dẫn đến sự hình thành dải khắc màu trắng đục hình khuyên xung quanh đầu ống. Thiệt hại cục bộ này không thể phát hiện được bằng cách theo dõi lượng oxy hòa tan hàng ngày; chỉ quét toàn bộ ống hàng quý mới có thể chụp được vòng tiềm năng thấp ở mặt bích. ### Mặt bích gia nhiệt có lớp lót PFA Các vết xước theo chu vi trên lớp phủ PFA mềm ở miệng mặt bích là do gioăng cứng hoặc bu lông siết quá chặt. Chất lỏng kiềm CIP tích tụ giữa lớp phủ và nền thép cacbon, làm cho các vết phồng rộp giữa các lớp giãn nở vào trong dọc theo lớp phủ sau các chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại. Điều này xảy ra khi chất lỏng thấm vào các khe hở của vết xước. Các vết phồng rộp gần mặt bích không thể nhìn thấy được qua quan sát bề mặt cho đến khi lớp phủ cục bộ phồng lên và vỡ ra, khiến nước rỉ sét thoát ra ngoài. ### Mối nối ren bằng thủy tinh thạch anh Mặt bích kim loại cứng nén trực tiếp thạch anh trong quá trình giãn nở nhiệt khi không có gioăng đệm PTFE đàn hồi. Rễ ren là vị trí ban đầu của các vết nứt vi mô và chiều rộng vết nứt tăng dần theo mỗi chu kỳ nóng lạnh. Ứng suất bên trong tăng lên đáng kể khi chất lỏng thấm vào các vết nứt, cuối cùng dẫn đến sự đứt gãy đột ngột của khớp thạch anh trong quá trình gia nhiệt, dẫn đến mất hoàn toàn dịch lên men. ## 3. Các lỗi liên quan đến miếng đệm thường gặp trên công trường 1. Các miếng đệm dự phòng được sử dụng một cách hỗn hợp: các miếng đệm xoắn ốc làm bằng kim loại hoặc cao su được lắp đặt ngẫu nhiên mà không quan tâm đến vật liệu của ống gia nhiệt. 2. Để giảm chi phí phụ tùng thay thế, hãy tái sử dụng các miếng đệm bị biến dạng, cũ kỹ sau khi tháo rời thiết bị. 3. Để tránh rò rỉ nhỏ, các miếng đệm đùn và làm xước bề mặt ống, hãy siết chặt các bu lông mặt bích. 4. Kéo dài chu kỳ bảo dưỡng của miếng đệm vô thời hạn, chỉ thay thế sau khi đã xảy ra rò rỉ chất lỏng rõ ràng. 5. Tạm thời loại bỏ các miếng đệm trong quá trình bảo trì và sử dụng kẹp kim loại với kim loại để tạo điều kiện tiếp tục nhanh chóng. ## 4. Kiểm soát việc bảo trì và kết hợp gioăng trong toàn bộ quy trình tiêu chuẩn 1. Để ngăn chặn việc sử dụng hỗn hợp, hãy sắp xếp các gioăng dự phòng theo vật liệu của ống gia nhiệt và bảo quản chúng trong hộp bảo quản có mã màu có nhãn rõ ràng. Các miếng đệm được gia cố bằng kim loại bị cấm đối với thiết bị titan và thạch anh. 2. Áp dụng quy tắc bắt buộc sử dụng một lần sau khi tháo rời: bất kỳ miếng đệm nào được tháo ra khỏi mặt bích đều phải được thay thế bằng một miếng đệm mới; cấm cài đặt lại. 3. Tiêu chuẩn hóa hoạt động kẹp bu lông: để tránh làm hỏng miếng đệm cục bộ và làm hỏng lớp phủ/thạch anh, hãy siết chặt bu lông theo chiều ngang với mô-men xoắn bằng nhau. 4. Sắp xếp việc thay thế miếng đệm định kỳ theo chu trình vật liệu. Để truy xuất nguồn gốc, hãy ghi rõ ngày thay thế trên thành ngoài của mặt bích. 5. Tập trung kiểm tra các mối nối mặt bích trong quá trình tuần tra hàng ngày: quan sát xem có rò rỉ chất lỏng nhỏ, cặn phân hủy ở gioăng trắng và sự biến màu cục bộ của ống không. Nếu quan sát thấy các dấu hiệu bất thường, hãy tiến hành lịch thay thế miếng đệm trước. ## Tóm tắt chung Ăn mòn điện, làm giàu ion, lắng đọng màng sinh học và nứt ứng suất nhiệt đều được bắt đầu bởi sự hiện diện của các vùng chết hẹp, bị che giấu ở mặt bích ống gia nhiệt và các mối nối chuyển tiếp, là kết quả của các miếng đệm được lắp không đúng cách, bị lão hóa hoặc được tái sử dụng. Điểm rò rỉ sớm nhất trong toàn bộ chu trình gia nhiệt là sự ăn mòn các khớp nối, tiến triển một cách lén lút bên dưới miếng đệm. Để giảm thiểu rủi ro ăn mòn tiềm ẩn trên mặt bích và kéo dài tuổi thọ tổng thể của bó ống gia nhiệt, bắt buộc phải thực hiện các quy định nghiêm ngặt về vật liệu phù hợp, thay thế nhất quán và mô-men xoắn lắp đặt tiêu chuẩn hóa. Những biện pháp này có giá cả phải chăng và hiệu quả.