V nádržích pro skladování paliva tryskovým proudem ohřívání regenerované vody (200 ppm chloridu, pH 6) na 80 stupňů, jaká minimální stěna z titanu třídy 2 zabraňuje důlkové korozi po 5 letech?

Zásobníky leteckého paliva mohou shromažďovat vodu na dně z kondenzace a manipulace s palivem. Získaná voda je obecně slaná (100 až 300 ppm chloridů ze vzduchu a mořských zdrojů), obsahuje rozpuštěný kyslík a stopové uhlovodíky. Obecně se vodní vrstva zahřívá na 65-80 stupňů pomocí titanových ponorných ohřívačů, aby se zabránilo mikrobiálnímu růstu a tvorbě ledu. Titan Grade 2 je odolný vůči důlkové korozi v chloridových roztocích až do kritické důlkové teploty (CPT), která je závislá na obsahu chloridů. Stupeň 2 je provozován na hranici CPT a může podléhat důlkové korozi po delší dobu při 80 stupních a 200 ppm Cl⁻. Tloušťka stěny poskytuje přídavek na korozi – jámy musí prostupovat celou stěnou, aby vyvolaly poruchu. Tento papír určuje minimální tloušťku stěny, aby se zabránilo důlkové perforaci po dobu 5leté životnosti.

200 ppm Cl{sup -} Chování důlků
Koncentrace chloridů 200 ppm (0,02 %) je skromná ve srovnání se slanou vodou (19 000 ppm) nebo solankou. CPT stupně 2 v 200 ppm Cl⁻ je asi 85-90 stupňů. Při 80 stupních je slitina pod svým CPT, a proto by za ideálních podmínek nemělo dojít k důlkové korozi. Při provozu nádrží s proudovým palivem je však efektivní CPT snížena mnoha faktory:

Stagnace: Žádný nebo nízký průtok vody způsobuje místní hromadění chloridu na povrchu ohřívače.

Ukládá štěrbinové-podmínky za usazenin produkovaných mikrobiálním slizem nebo uhlovodíkovým filmem.

Tepelné cyklování: Zapínání a vypínání ohřívače může narušit pasivní film.

Nízký obsah kyslíku – Biologická aktivita může spotřebovat rozpuštěný kyslík a snížit schopnost re-pasivace.

Skutečný CPT za těchto polních podmínek může být o 5 až 10 stupňů nižší než hodnota získaná v laboratoři. Při 80 stupních však může dojít k důlkové korozi při dlouhodobé expozici (měsíce až roky) navzdory nízkým koncentracím chloridů.

Porovnání rychlostí šíření
Jakmile důlky začnou, šíří se rychlostí, která je závislá na koncentraci chloridů, teplotě a dostupném kyslíku. Pro stupeň 2: Při 80 stupních v 200 ppm Cl-:

Čas do první stabilní jámy (čas zahájení jámy): 1 000-3 000 hodin (6 týdnů až 4 měsíce) v podmínkách na poli. Za čistých laboratorních podmínek nemusí k iniciaci vůbec dojít.

Rychlost šíření důlků po iniciaci: 0,05 až 0,15 mm/rok při 80 stupních v 200 ppm Cl⁻. Tempo je poněkud pomalé, protože koncentrace chloridů je nízká; Pro srovnání, rychlosti šíření ve slané vodě (19 000 ppm Cl-) jsou 0,5-2,0 mm/rok.

Pro dobu 1,65 mm stěny trubky od iniciace důlku po perforaci=tloušťka stěny / rychlost šíření=1.65 / 0.10=16.5 let. To však předpokládá, že se jedna jáma šíří nepřetržitě. Ve skutečnosti může iniciovat několik důlků a rychlost šíření důlků se může zvyšovat s hloubkou důlků v důsledku místní acidifikace. Odhadovaná doba od iniciace k perforaci je konzervativně 8 až 12 let.

Tloušťka stěny versus 5leté přežití
Tloušťka stěny (mm) Očekávaná doba iniciace důlku do perforace po iniciaci Pravděpodobnost 5letého přežití 0,9 mm Ano (1 000–3 000 hodin)5–8 let 70–80 % (nějaká šance)
1,2 mm Ano (1 000 až 3 000 hodin) 7–12 let 85–95 % 1,65 mm (BWG 14) Zpožděno, ale možné 10–15 let 95–99 %
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
Minimální tloušťka stěny potřebná k dosažení 95%+ pravděpodobnosti, že po dobu 5 let nedojde k důlkové perforaci, je 1,65 mm. Při 1,2 mm je 5-15% šance, že se jamka, která iniciuje brzy, může šířit stěnou do 5 let.

OHŘÍVAČE VODY NÁDRŽE NA PALIVOVÉ PALIVO Aplikace Matrice Servisní podmínky Koncentrace chloridů Teplota Doporučená tloušťka stěny (Stupeň 2) Očekávaná životnost 5 let
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
Typická nádrž na proudové palivo (nehybná, některé usazeniny) 150–250 ppm 75–80 stupňů 1,65 mm 95–99 %
Marine environment (high chloride incursion) 200-400 ppm 80C 2.0 mm >95%
Poor maintenance (biofilms, sludge)200-300 ppm 80°C 2.0 mm + Grade 7 99%+ Any service with chlorides >500 ppm >500 ppm 80 stupňů Není stupeň 2; použijte stupeň 7. stupeň 7 je nezbytný
Praktické návrhy použití
V případě 200 ppm Cl- rekuperované vody při 80° skladovací nádrži pro tryskové palivo nebude titanová trubice třídy 2 (BWG 14, minimální tloušťka stěny 1,65 mm) perforovaná po dobu 5 let s 95-99% spolehlivostí. Tenčí stěny (1,2 mm) mohou přežít, ale riziko je větší. Nízká koncentrace chloridů vede k pomalému růstu jamek (0,05-0,15 mm za rok) a i když se jamky vytvoří, 1,65 mm stěna zanechá významný bezpečnostní nárazník. Pro nádrže v pobřežních podmínkách nebo s hladinami chloridů přesahujícími 300 ppm specifikujte 2,0 mm stěny nebo upgradujte na stupeň 7. Při nákupu požádejte o mořený povrchový lesk (odstraňuje znečištění železem, které by mohlo začít tvořit důlky). Proveďte roční kontrolu. Vyjměte ohřívač. Vizuálně zkontrolujte důlky (zvětšení 10x). Změřte případné důlky pomocí hloubkoměru. U jímek hlubokých > 0,3 mm vyměňte ohřívač každých 5 let. Stupeň 2 poskytuje cenově výhodnou a spolehlivou službu v aplikacích ohřevu vody v nádržích s tryskovým palivem se správnou volbou tloušťky stěny a pravidelnou kontrolou. Pro nové instalace specifikujte tloušťku stěny 2,0 mm nebo stupeň 7 s 1,65 mm stěnou, pokud je požadována životnost 10 let bez kontroly.