V titanové tepelné tyči přehřívající nízko{0}}tlakou páru (150 stupňů, 4 bary) pro vstřikování do nádrže solanky pracuje hlavní trubka v suché páře a zůstává pasivní s rychlostí koroze pod 0,01 mm za rok. Zpětné potrubí kondenzátu, kde pára po předání tepla kondenzuje, však obsahuje kapalnou vodu s rozpuštěnými chloridy z nádrže solanky v důsledku zpětné-difúze nebo přenosu. Film kondenzátu je tenký a koncentrovaný a vytváří vysoce agresivní chloridové prostředí. Kombinace tekoucího kondenzátu a koncentrovaných chloridů způsobuje rýhování na-lokalizované lineární erozi-koroze-v dolní části zpětného vedení kondenzátu. Rychlost drážkování může dosáhnout 0,3–1,5 mm za rok, což vede k perforaci během 1–5 let, přičemž hlavní trubice zůstává nedotčena.

Mechanismus útoku na drážkování ve vedeních pro návrat kondenzátu

V hlavním parním potrubí je pára o vysoké teplotě (150 stupňů) suchá a obsahuje méně než 0,1 % kapalné vody. Koncentrace chloridů zůstávají nízké. Ve zpětném potrubí kondenzátu pára kondenzuje na stěnách potrubí chladiče a vytváří tenký kapalný film. V tomto filmu se odpařováním koncentrují chloridy ze zpětné-difúze nádrže solanky (1 000–10 000 ppm). Protékající kondenzát vytváří smykové napětí na dně potrubí a mechanicky odstraňuje pasivní film. Kombinace vysoké koncentrace chloridů (10 000–50 000 ppm na kovovém povrchu) a proudění odstraňuje ochranný oxid, což způsobuje lineární drážkování podél dna trubky.

Kvantitativní rychlosti zapichování ve zpětných vedeních kondenzátu

Řízeným testováním v simulovaném kondenzátu (různé koncentrace chloridů) proudícím rychlostí 1 m/s přes titan třídy 2 byly stanoveny následující rychlosti drážkování. Při koncentraci chloridu kondenzátu 100 ppm je rychlost drážkování 0,05–0,10 mm za rok a doba do perforace 1,5 mm stěny je 15–30 let. Při 500 ppm je rychlost zapichování 0,15–0,30 mm za rok a doba do perforace je 5–10 let. Při 1 000 ppm je rychlost zapichování 0,30–0,60 mm za rok a doba do perforace je 2,5–5 let. Při 5 000 ppm je rychlost zapichování 0,80–1,50 mm za rok a doba do perforace je 1–2 roky. Při 10 000 ppm je rychlost zapichování 1,50–3,00 mm za rok a doba do perforace je 0,5–1 rok. Pro srovnání, hlavní trubka suché páry na stejné úrovni přenosu chloridů nevykazuje žádné měřitelné drážkování.

Vliv rychlosti proudění kondenzátu a orientace potrubí na drážkování

Rychlost zapichování se zvyšuje s rychlostí proudění. Při rychlosti 0,5 m/sa 1000 ppm chloridu je rychlost drážkování 0,15–0,30 mm za rok. Při rychlosti 1,0 m/s a 1 000 ppm je rychlost 0,30–0,60 mm za rok. Při 2,0 m/s a 1 000 ppm dosahuje rychlost 0,50–1,00 mm za rok. Orientace potrubí je také důležitá; Vodorovné trubky se spodním drážkováním jsou nejnáchylnější. Vertikální trubky s prouděním směrem dolů mají méně drážkování, protože film kondenzátu je rovnoměrněji distribuován. Potrubí s častými sifony, které odvádějí kondenzát, mají nižší rychlost drážkování, protože film kapaliny je tenčí.

Průvodce zmírněním zapichování pro systémy vstřikování páry

Následující tabulka poskytuje doporučení pro zabránění vzniku rýh ve zpětném potrubí titanového kondenzátu v systémech vstřikování páry s nádržemi solanky.

Engineering Beyond Grooving Mitigation

Třída titanu ovlivňuje odolnost proti zapichování. Stupeň 7 (palladium-stabilizovaný) má 2–3krát nižší rychlost drážkování než stupeň 2 v kondenzátu s vysokým-chloridem. Stupeň 12 nabízí středně pokročilé zlepšení. Tloušťka stěny poskytuje přídavek na drážkování; Stěna 2,5 mm s rychlostí drážkování 0,5 mm za rok vydrží 5 let. Odvaděč kondenzátu by měl být instalován v nejnižším bodě potrubí kondenzátu, aby se kondenzát okamžitě odstranil. Zpětné{15}difúzi solanky do potrubí kondenzátu brání zpětný ventil. Pravidelné proplachování čerstvou vodou (denně) ředí chloridy v potrubí kondenzátu. Potrubí by mělo být nakloněno směrem k sifonu, aby se zabránilo hromadění kondenzátu.

Vytvoření informované specifikace

U titanové topné tyče používané k přehřívání páry vstřikované do solankové nádrže navrhněte zpětné potrubí kondenzátu s vložkou z PTFE o tloušťce 1 mm, odvaděčem kondenzátu v nejnižším bodě a zpětným ventilem, aby se zabránilo zpětné-difuzi. U stávajících systémů s drážkováním nainstalujte vodní sprchu, která vstřikuje čerstvou vodu do potrubí kondenzátu rychlostí 1 l za hodinu pro zředění chloridů. Pro zpětné vedení kondenzátu zadejte titan třídy 7. Během provozu kontrolujte každý rok dno vedení kondenzátu pomocí ultrazvukového mapování tloušťky; pokud drážkování přesahuje hloubku 0,3 mm, vyměňte dotčenou část. Řízením koncentrace chloridu kondenzátu a použitím vložek z PTFE technik zabraňuje vzniku rýhování a zároveň umožňuje, aby hlavní titanová trubka fungovala bez vlivu.