ما هي العوامل التي تسبب فشل أنابيب التبادل الحراري المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
بواسطة: mxgy,
إن الأعطال الشائعة في أنابيب التبادل الحراري المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل التآكل والتقشر وعيوب المواد والتصنيع، تنجم بشكل أساسي عن عوامل متعددة مثل عيوب المواد وبيئة التشغيل وعمليات المعالجة.
1. مشكلة التآكل
تآكل متوسط:
تؤدي الوسائط الحمضية/القلوية (مثل المحاليل الحمضية والقلوية في الإنتاج الكيميائي) إلى تآكل الأنبوب بشكل مباشر، مما يتسبب في ترقق أو ثقب جدار الأنبوب.
عندما يكون تركيز أيونات الكلوريد ≥500 جزء في المليون، تكون الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 316L عرضة للتآكل النقطي أو التآكل بين الحبيبات، مما يؤدي إلى تسريع فشل المواد.
التآكل الكهروكيميائي:
يلتصق غبار المعادن الأخرى (مثل برادة الحديد) أو الملوثات بجدار الأنبوب، مما يؤدي إلى تكوين بطاريات صغيرة في بيئة رطبة، مما يتسبب في التآكل الموضعي.
2. التكلس والانسداد
يلتصق الترسب (ترسب أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم) أو التلوث (تراكم المواد العضوية/الجسيمية) بالجدار الداخلي، مما يقلل من كفاءة نقل الحرارة ويزيد من خطر التآكل المحلي.
3. عيوب المواد والتصنيع
جدار الأنبوب غير المتساوي:
إن الأنابيب ذات الجودة الرديئة أو الزوايا المقطوعة ستؤدي إلى انحراف في سمك الجدار بنسبة >5%، والمناطق الضعيفة تكون عرضة للتمزق تحت الضغط العالي / درجة الحرارة العالية.
مشاكل عملية اللحام/التوسع:
قد يؤدي اللحام غير المكتمل أو اللحام البارد أو أحجام أنابيب التمدد غير المتطابقة إلى تركيز الإجهاد أو فشل الختم، مما يؤدي إلى التسرب.
4. عوامل الإجهاد وبيئة التشغيل
الإجهاد الحراري والميكانيكي:
يؤدي التوزيع غير المتساوي للوسط في الأنبوب (مثل توزيع الغاز بشكل غير معقول) إلى تجاوز إجهاد فرق درجة الحرارة نطاق تحمل المادة، مما يتسبب في حدوث شقوق.
تؤدي بيئة الضغط العالي (50% فوق ضغط التصميم) إلى تشوه الأنابيب أو نمو الشقوق الدقيقة.
التدهور بسبب درجات الحرارة العالية:
عندما تكون درجة حرارة التشغيل على المدى الطويل أكبر من 500 درجة مئوية، فإن قوة ومقاومة التآكل للمواد مثل 316L ستنخفض بشكل كبير، مما يؤدي إلى تسريع الفشل.
5. عدم كفاية معالجة السطح والصيانة
إذا لم يتم تنظيف المواد الغريبة أو منتجات التآكل الموجودة في الأنبوب في الوقت المناسب، فإن البقايا سوف تطحن الجدار الداخلي وتسبب الضرر.
عندما يتضرر فيلم التخميل السطحي (مثل الخدوش الميكانيكية)، فإن المعدن الأساسي المكشوف يسرع الأكسدة والصدأ.
ومن خلال هذه الجوانب من التحليل، يمكن ملاحظة أن فشل أنابيب تبادل الحرارة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ يجب منعه بشكل منهجي من ثلاثة جوانب: تحسين اختيار المواد، والتحكم في العملية، والمراقبة البيئية، وذلك لضمان التشغيل المستقر للمعدات على المدى الطويل.
ما هي العوامل التي تسبب فشل أنابيب التبادل الحراري المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
بواسطة: mxgy,
إن الأعطال الشائعة في أنابيب التبادل الحراري المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل التآكل والتقشر وعيوب المواد والتصنيع، تنجم بشكل أساسي عن عوامل متعددة مثل عيوب المواد وبيئة التشغيل وعمليات المعالجة.
1. مشكلة التآكل
تآكل متوسط:
تؤدي الوسائط الحمضية/القلوية (مثل المحاليل الحمضية والقلوية في الإنتاج الكيميائي) إلى تآكل الأنبوب بشكل مباشر، مما يتسبب في ترقق أو ثقب جدار الأنبوب.
عندما يكون تركيز أيونات الكلوريد ≥500 جزء في المليون، تكون الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 316L عرضة للتآكل النقطي أو التآكل بين الحبيبات، مما يؤدي إلى تسريع فشل المواد.
التآكل الكهروكيميائي:
يلتصق غبار المعادن الأخرى (مثل برادة الحديد) أو الملوثات بجدار الأنبوب، مما يؤدي إلى تكوين بطاريات صغيرة في بيئة رطبة، مما يتسبب في التآكل الموضعي.
2. التكلس والانسداد
يلتصق الترسب (ترسب أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم) أو التلوث (تراكم المواد العضوية/الجسيمية) بالجدار الداخلي، مما يقلل من كفاءة نقل الحرارة ويزيد من خطر التآكل المحلي.
3. عيوب المواد والتصنيع
جدار الأنبوب غير المتساوي:
إن الأنابيب ذات الجودة الرديئة أو الزوايا المقطوعة ستؤدي إلى انحراف في سمك الجدار بنسبة >5%، والمناطق الضعيفة تكون عرضة للتمزق تحت الضغط العالي / درجة الحرارة العالية.
مشاكل عملية اللحام/التوسع:
قد يؤدي اللحام غير المكتمل أو اللحام البارد أو أحجام أنابيب التمدد غير المتطابقة إلى تركيز الإجهاد أو فشل الختم، مما يؤدي إلى التسرب.
4. عوامل الإجهاد وبيئة التشغيل
الإجهاد الحراري والميكانيكي:
يؤدي التوزيع غير المتساوي للوسط في الأنبوب (مثل توزيع الغاز بشكل غير معقول) إلى تجاوز إجهاد فرق درجة الحرارة نطاق تحمل المادة، مما يتسبب في حدوث شقوق.
تؤدي بيئة الضغط العالي (50% فوق ضغط التصميم) إلى تشوه الأنابيب أو نمو الشقوق الدقيقة.
التدهور بسبب درجات الحرارة العالية:
عندما تكون درجة حرارة التشغيل على المدى الطويل أكبر من 500 درجة مئوية، فإن قوة ومقاومة التآكل للمواد مثل 316L ستنخفض بشكل كبير، مما يؤدي إلى تسريع الفشل.
5. عدم كفاية معالجة السطح والصيانة
إذا لم يتم تنظيف المواد الغريبة أو منتجات التآكل الموجودة في الأنبوب في الوقت المناسب، فإن البقايا سوف تطحن الجدار الداخلي وتسبب الضرر.
عندما يتضرر فيلم التخميل السطحي (مثل الخدوش الميكانيكية)، فإن المعدن الأساسي المكشوف يسرع الأكسدة والصدأ.
ومن خلال هذه الجوانب من التحليل، يمكن ملاحظة أن فشل أنابيب تبادل الحرارة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ يجب منعه بشكل منهجي من ثلاثة جوانب: تحسين اختيار المواد، والتحكم في العملية، والمراقبة البيئية، وذلك لضمان التشغيل المستقر للمعدات على المدى الطويل.
