I sirkulerende varmevekslersystemer fører urimelig rørledningsoppsett, uregelmessig grendesign og feil installasjon av varmerørbunter ofte til delvis lav-strømning eller til og med stillestående væsker. Når den middels strømningshastigheten faller under den kritiske skurehastigheten, legger suspenderte partikler, mikrobielle sekreter og avleiringsforløpere seg gradvis på røroverflaten, og danner trange sprekker mellom sedimentet og det rustfrie stålsubstratet, samt bittesmå hull ved sveiseskjøter, klemmefester og rørbunter som overlapper hverandre. Disse avgrensede sprekkmiljøene blir lett tømt for oppløst oksygen, og korrosive ioner som klorid akkumuleres kontinuerlig inne i det okkluderte rommet, og utløser sprekkkorrosjon som utvikler seg skjult og raskt. Forskjellig fra makroskopisk gropkorrosjon, forekommer sprekkerorrosjon i smale hull som ikke kan rengjøres effektivt med konvensjonell sirkulerende spyling og rutinemessig kjemisk rengjøring. Så snart de første sprekkkorrosjonsgroper dannes, vil de kontinuerlig utvide seg langs gapretningen under drevet av elektrokjemisk potensialforskjell, og til slutt forårsake penetrerende lekkasje av varmerør. Mange bedrifter fokuserer kun på rørledningstrykklagerdesign og utforming av varmevekslingseffektivitet, og ignorerer optimalisering av strømningsfeltuniformitet. Overdreven lokal strømningsmotstand, plutselig utvidelse av rørdiameteren og urimelig avskjermingsarrangement skaper mange stillestående døde soner, som blir områder med høy-forekomst av sprekkkorrosjonssvikt. Derfor er optimering av det totale strømningsfeltoppsettet til varmesystemet for å eliminere stillestående områder med lav-hastighet et grunnleggende væskedesigntiltak for å kutte formasjonsforholdene for sprekkkorrosjon.
Lokale stillestående soner med lav-hastighet induserer sprekkkorrosjon gjennom en elektrokjemisk nedbrytningsmekanisme med lukket-sløyfe. Når væske ikke kontinuerlig kan skure metalloverflaten inne i trange åpninger, blir oppløst oksygen inne i sprekken raskt konsumert av katodiske reduksjonsreaksjoner, og danner et anoksisk miljø, mens det flytende mainstream-mediet opprettholder tilstrekkelig med oppløst oksygen og fungerer som katode. En stabil potensialforskjell genereres mellom innsiden og utsiden av sprekken, noe som gjør metalloverflaten i gapet til anoden for kontinuerlig oppløsning. Når metallkationer akkumuleres i det trange rommet, migrerer kloridioner innover for å opprettholde ladningsbalansen, noe som resulterer i hundrevis av ganger anrikning av klorid inne i sprekken. I mellomtiden reduserer hydrolysen av metallioner den lokale pH-verdien, og ødelegger den krom-rike passive filmen ytterligere og akselererer utvidelsen av korrosjonsgroper langs gapet. Lav strømningshastighet klarer heller ikke å fjerne begynnende skala og biologisk slim, noe som gjør spaltestrukturer kontinuerlig dekket av begroing, noe som isolerer den passive filmen fra passiverende inhibitorer i mainstream-mediet og mister muligheten for dynamisk reparasjon. Selv regelmessig dosering av vannbehandlingsmidler kan ikke komme inn i trange stillestående hull for å utøve beskyttende effekter, noe som fører til irreversible sprekker-korrosjonsskader som er vanskelig å oppdage på et tidlig stadium.
Denne studien presenterer fire standardiserte strømningsfeltoptimaliseringsstrategier for å eliminere stillestående soner og forhindre sprekkkorrosjon av 316 varmerør i rustfritt stål. Angi først det sikre middels strømningshastighetsområdet og optimaliser hovedrørledningens diameter og retningsoppsett. Kontroller den sirkulerende strømningshastigheten til varmevekslermediet mellom 1,2 m/s og 2,5 m/s, som ikke bare kan produsere nok veggskurekraft til å forhindre partikkelsedimentering, men også unngå overdreven strømningshastighet som fører til erosjon-korrosjon. Reduser plutselig ekspansjon, plutselig sammentrekning og rettvinklet-albuestruktur i hovedrørledningen; ta i bruk buede albuer med lang-radius og overgangsskjøter med gradvis diameter for å redusere lokal strømningsmotstand og unngå strømningsseparasjon og dødsoner for tilbakestrømning. For parallelle varmesløyfer med flere{10} grener, bruk symmetrisk manifoldoppsett for å balansere strømningsfordelingen til hver grenrørledning, forhindre at delgrener opererer under ultra-lav strømning på grunn av ujevn trykkfordeling. Installer strømningsbalansereguleringsventiler på hver gren for å oppnå ensartet strømningsfordeling av alle varmerørbunter, og eliminere langvarig-lav{14}}drift av individuelle varmevekslergrener.
For det andre, optimaliser den interne utformingen av installasjonsmodusen for varmetank og rørbunt for å eliminere døde hjørner. Unngå horisontal hengende installasjon av varmerørbunter nær tankbunnen; ta i bruk høy-opphengsoppsett for å sikre at bunnen av alle varmerør kan skylles fullstendig av sirkulerende medium. Sett jevne strømningslederplater og innløpsstrømfordelingsplater ved mediuminntaket til varmetanken for å spre innkommende væske og unngå lokal jetstrøm og stillestående områder med tilbakestrømning. Fjern unødvendige faste ledeplater, overflødige støtterammer og klemstrukturer med smale gap inne i tanken; erstatt faste støttestøtter med hard kontakt med bueformede, store kontaktflatebraketter for å minimere små sprekker mellom varmerøret og fast tilbehør. Ordne rørbuntene i en vanlig trekantet eller firkantet oppstilling med jevn avstand for å sikre at mediet kan strømme gjennom hvert gap i rørbunten uten å danne lukkede stillestående områder.
For det tredje, rett opp skjulte stillestående posisjoner med lav-risiko og installer hjelpeanlegg for sirkulerende anti-stagnasjon. For rørledningsblindrør, redundante standby-grenrør og utstyrsvedlikehold kort-rørledninger som er utsatt for væskestagnasjon, forkort lengden på blindrørene så mye som mulig eller installer små sirkulerende bypass-hjelpeledninger for å oppnå kontinuerlig mikro-sirkulasjon av medium. Installer lokale små sirkulasjonspumper i bunnen av store varmetanker og lav-blindstrøm-rørledninger for å drive væskeforstyrrelser og unngå langsiktig-statisk avsetning av suspenderte urenheter. Still inn regelmessige periodiske forover- og bakoverstrømningsbyttemekanismer for langdistanse sirkulerende rørledninger for å endre den opprinnelige strømningsfeltfordelingen, skure sedimentet som er avsatt på rørveggen og eliminere en-lang-lang-lavhastighets-tilsmussing. For væskenivåfluktuasjonsområder og de høyeste punktene i rørledningen, optimaliser utløpsventilens utforming for å slippe ut innestengt ikke{15}}kondenserbar gass i tide, forhindre at gassposedannelse opptar rørledningens plass og forårsaker lokal strømningsavbrudd og middels stagnasjon.
For det fjerde, bruk beregningsbasert væskedynamikksimulering for pre-oppsettverifisering og regelmessig strømningsfeltinspeksjon etter igangkjøring. Etabler en tre-dimensjonal strømningsfeltsimuleringsmodell i samsvar med den faktiske rørledningen og rørbuntens layout før utstyrskonstruksjon, simuler strømningshastighetsfordelingen av hele systemet under nominelle arbeidsforhold, merk alle stillestående områder med lav-hastighet under 0,6 m/s, og optimaliser strukturskjemaet på forhånd for å eliminere skjulte korrosjonsrisker. Etter igangkjøring av systemet, arranger strømningshastighetsdeteksjon ved hver grenrørledning og typiske enkle-stagnasjonsposisjoner, juster balanseventiler gjentatte ganger til alle målepunkter når det sikre strømningshastighetsområdet. Kombiner regelmessig trykkforskjellsovervåking av filtre og begroingsinspeksjon av rørbunter for å bedømme om lokal strømningsfeltforringelse oppstår forårsaket av rørledningsskalering; når tilbakestrømnings- og stagnasjonstegn vises, utfør sirkulerende rensing av rørledningen og justering av strømningsbalansen i tide. Arkiver strømningsfeltsimuleringsrapporter, strømningshastighetstester og rørledningslayouttegninger i utstyrs tekniske filer, og følg den opprinnelige optimaliserte strømningsfeltstandarden under påfølgende rørledningsrekonstruksjon og kapasitetsutvidelse for å unngå sekundær generering av stillestående døde soner.
Feltapplikasjonsresultater viser at varmesystemer med optimert strømningsfeltutforming kontrollerer andelen stillestående områder med lav-hastighet under 1,5 %, og bruddraten for sprekkkorrosjon for 316 varmerør i rustfritt stål faller med 95 %. I motsetning til dette har systemer med urimelig rørledningsoppsett mer enn 12 % av rørbuntens posisjoner i langvarig-lav-strømningstilstand, og ulykker med sprekkkorrosjonslekkasje oppstår ofte innen 3–6 år etter drift. Avslutningsvis kan sikker innstilling av strømningshastighet og hydraulisk optimalisering av rørledningen, installasjonsdesign for anti-stagnasjonsrørbunter, konfigurasjon av hjelpesirkulasjonsanlegg og CFD-pre{12}}presimuleringsverifisering fundamentalt eliminere miljøforholdene som kreves for initiering av sprekkkorrosjon. Optimalisering av strømningsfeltlayout er et økonomisk og permanent anti-korrosjonsdesigntiltak, som opprettholder den kontinuerlige skurebeskyttelsen av flytende medium på den passive filmen av rustfritt stål, og gir pålitelig væskemiljøgaranti for den langsiktige-sikre driften av 316 rustfrie stålvarmerør i ulike industrielle sirkulerende varmevekslersystemer.
