Koks yra optimalus vamzdžio sienelės storis nuo garo-į{1}}skysto titano vamzdžių, kad išvengtumėte kondensato{2}}sukeltų duobių garų pusėje?
Palik žinutę
Korpuso{0}}ir Garo-duobės dažnai atsiranda dėl kondensato plėvelėje susikaupusių priemaišų-deguonies, chloridų arba mažos-molekulinės-svorės organinių rūgščių dėl garų sistemos užteršimo. Skirtingai nuo skysčio pusės (proceso skysčio), garų pusėje vyksta nuolatiniai kondensacijos ir garavimo ciklai, dėl kurių vamzdžio paviršiuje koncentruojamos agresyvios medžiagos. Sienelės storio pasirinkimas tiesiogiai įtakoja, kiek laiko vamzdis atsparus įsiskverbimui į duobę. Tačiau padidinus storį, viršijantį optimalią vertę, grąža mažėja, o medžiagos kaina ir šiluminė varža didėja. Optimalus sienelės storis subalansuoja duobės atsiradimo prevenciją (storesnės sienos ilgiau atsparios-sienos prasiskverbimui) ir praktinius dizaino apribojimus.
Kondensato{0}}sukelto įdubimo ant titano mechanizmas
Kai grynas garas kondensuojasi ant titano vamzdžio 120–160 laipsnių temperatūroje, iš pradžių kondensatas yra distiliuotas labai mažo laidumo vanduo. Tačiau garų sistemose dažnai yra katilo vandens valymo -natrio fosfato, aminų arba chloridų pėdsakų. Kai susidaro kondensatas, plonoje kondensato plėvelėje kaupiasi ne{5}}lakios priemaišos. Iš nuotėkio absorbuojamas deguonis dar labiau pagreitina katodines reakcijas. Pasyvioji titano plėvelė išlieka stabili gryname kondensate. Tačiau kai chlorido koncentracija plėvelėje viršija 100–200 ppm, o vietinis pH nukrenta (dėl titano jonų hidrolizės arba rūgštį formuojančių priemaišų), prasideda duobė. Kiekviena duobė plinta greičiu, kurį lemia vietinė chemija ir vamzdžio temperatūra. Kai duobė prasiskverbia į sieną, garai patenka į skysčio pusę, todėl procesas užteršiamas ir sugenda šildytuvas.
Kiekybinis sienos storio ir duobės įsiskverbimo laiko santykis
Laboratoriniai tyrimai, imituojantys garo{0}}kondensatą su 50 ppm Cl⁻, 100 ppb ištirpusio deguonies, esant 130 laipsnių vamzdžio paviršiaus temperatūrai, nustatė tokius 2 laipsnio titano sklidimo duobėje greičius:
Sienelės storis 0,7 mm: duobės inicijavimo laikas 500–800 valandų. Pradėjus duobės sklidimo greitis 0,03 mm per valandą. Bendras įsiskverbimo laikas 700–1100 valandų (1–1,5 mėnesio). Netinka nuolatiniam garų aptarnavimui.
Sienelės storis 1,0 mm: duobės inicijavimo laikas 800–1200 valandų. Sklidimo greitis 0,025 mm per valandą. Bendras įsiskverbimo laikas 1200–1600 valandų (2–2,5 mėn.). Sezoninio veikimo marža.
Sienelės storis 1,2 mm (pramonės standartas): duobės inicijavimo laikas 1000–1500 valandų. Sklidimo greitis 0,020 mm per valandą. Bendras įsiskverbimo laikas 1600–2100 valandų (2,5–3 mėnesiai). Priimtinas švariems garams, tikrinant kas ketvirtį.
Sienelės storis 1,5 mm: duobės inicijavimo laikas 1 200–1 800 valandų. Sklidimo greitis 0,018 mm per valandą. Bendras įsiskverbimo laikas 2500–3200 valandų (4–5 mėnesiai). Pageidautina nuolatiniam darbui.
Sienelės storis 2,0 mm: duobės inicijavimo laikas 1500–2200 valandų. Sklidimo greitis 0,015 mm per valandą. Bendras įsiskverbimo laikas 4000–5000 valandų (6–8 mėnesiai). Pailgėjęs tarnavimo laikas, bet didesnė kaina ir šiluminė varža.
Optimalaus sienos storio pasirinkimo vadovas
Toliau pateiktoje lentelėje pateikiama sprendimų, kaip pasirinkti garo-titano vamzdžio sienelės storį, atsižvelgiant į garo kokybę, kondensato cheminę sudėtį ir pageidaujamą priežiūros intervalą:
| Garų kokybė ir kondensato būklė | Rekomenduojamas sienos storis (mm) | Numatomas laikas iki pirmojo įsiskverbimo | Atlyginimas-ir pagrindimas |
|---|---|---|---|
| Aukšto-grynumo garai (katilas su demineralizuotu pašaru, be pernešimo),<10 ppm Cl⁻ in condensate | 1,0 mm | 3000–4000 valandų | Plonesnė sienelė sumažina medžiagų sąnaudas ir pagerina šilumos perdavimą. Maža duobių atsiradimo rizika pateisina plonesnį gabaritą. |
| Standartinis pramoninis garas, retkarčiais pernešamas katilas, 20–50 ppm Cl⁻ | 1,2 mm | 2000–2500 valandų | Pramonės standartinis storis. Priimtinas 1 metų nepertraukiamam darbui su katilo vandens valdymu. |
| Prasta garų kokybė, dažnas pernešimas, 50–100 ppm Cl⁻, žemas pH (5–6) dėl organinių rūgščių | 1,5 mm | 3000–3500 valandų | Papildomas storis suteikia saugumo ribą. Priimkite mažesnį šilumos perdavimą (padidinkite paviršiaus plotą 10–15%). |
| Aggressive condensate (cooling tower contamination, >100 ppm Cl⁻), veikia visą parą | 2,0 mm | 5000–6000 valandų | Didžiausias duobės pasipriešinimas. Reikalinga didesnė kaina ir didesnis paketo plotas. |
| Su pertrūkiais garų paslauga (kasdienis terminis ciklas, džiovinimo periodai) | 1,5 mm | 2000–2500 valandų (ciklai pagreitina duobės augimą) | Važiuojant dviračiu priemaišos sukoncentruojamos greičiau. Nepaisant pertrūkio naudojimo, rekomenduojama storesnė siena. |
Inžinerija be sienų storio
Sienelės storis neapsaugo nuo duobės atsiradimo; tai tik atitolina įsiskverbimą. Norėdami sumažinti inicijavimo dažnį, kontroliuokite garo kokybę: palaikykite katilo vandens chloridų kiekį žemiau 5 ppm, naudokite efektyvius garo separatorius ir stebėkite kondensato laidumą. Vamzdžio medžiagos klasė taip pat svarbi: 7 laipsnio titanas (0,15 % Pd) padidina kritinę chlorido koncentraciją duobės inicijavimui nuo 100 ppm iki 500 ppm, todėl plonesnės sienos (1,0 mm) gali išgyventi tiek pat, kiek 1,5 mm 2 klasės. Vamzdžio orientacija turi įtakos kondensato nutekėjimui; vertikalieji vamzdžiai greičiau išleidžia kondensatą, todėl sumažėja plėvelės storis ir priemaišų koncentracija, palyginti su horizontaliais vamzdžiais. Galiausiai, periodinis šonų valymas garais (praplovimas vandeniu arba švelnus skalavimas rūgštimi) pašalina susikaupusius nešvarumus ir 2–3 kartus pailgina tarnavimo laiką be duobės.
Informuotos specifikacijos sudarymas
Nurodydami garo-į-skysto titano vamzdžių pluošto šildytuvą, pateikite užklausą dėl garų grynumo analizės, įskaitant chloridus, deguonį ir pH. Jei chlorido kiekis yra mažesnis nei 10 ppm, nurodykite 2 laipsnio titaną, kurio sienelės storis 1,0–1,2 mm. Jei chlorido lygis yra 20–50 ppm, nurodykite 1,5 mm 2 laipsnį arba 1,0 mm 7 laipsnį. Jei chlorido lygis viršija 50 ppm, nurodykite 7 laipsnį su 1,2 mm sienelės storiu arba apsvarstykite galimybę naudoti valymo garais sistemą. Į pirkimo specifikaciją įtraukite reikalavimą, kad vamzdeliuose nebūtų paviršiaus geležies užteršimo (testas pagal ASTM A380), nes įterptos geležies dalelės veikia kaip duobės inicijavimo vietos. Eksploatacijos metu ant garų išleidimo angos sumontuokite kondensato laidumo monitorių; padidėjimas virš 2 µS/cm rodo priemaišų pernešimą, dėl kurio reikia sureguliuoti katilą. Pasirinkdamas optimalų sienelės storį pagal kondensato cheminę sudėtį, o ne manydamas, kad storesnis visada yra geresnis, inžinierius subalansuoja kainą, šilumines charakteristikas ir atsparumą garams{22}}šoniniam įdubimui.
