Mekanisme for kavitasjonserosjonsskade på 316 varmerør i rustfritt stål og full prosessforebyggende kontrollplan

Kavitasjonserosjon forekommer hovedsakelig i væskesirkulasjonssystemer med høy strømningshastighet, trykkfluktuasjoner og gass-væske to-blanding. Når lokalt væsketrykk faller under det mettede damptrykket, dannes det umiddelbart mange små dampbobler. Disse boblene kollapser voldsomt i det øyeblikket trykket gjenopprettes, og genererer høyhastighets-mikrojetstråler og intense sjokkbølger som kontinuerlig påvirker røroverflaten. Den passive filmen fjernes og matrisen får plastisk utmattelsesskade, og danner groper med honeycomb-pockmarked på rørveggen. Ved langvarig drift kobles groper sammen og penetrerer veggen, noe som forårsaker middels lekkasje. Kavitasjonsskader har konsentrert lokalt materialtap og ingen åpenbare eksterne korrosjonskilder.

1. Mikroskopisk kavitasjonsskademekanisme

Når det flytende mediet passerer gjennom plutselige sammentrekninger, bøyer eller områder med lavt-trykk, synker det lokale trykket raskt og væsken fordamper og produserer et stort antall kavitasjonsbobler. Når væsken kommer inn i en høytrykkssone-, imploderer bobler i løpet av mikrosekunder. Implosjonen utløser kraftige hydrauliske støt og ultra-fine væskestråler som treffer metalloverflaten. Gjentatt støt induserer syklisk trykk- og strekkspenning på underlaget, noe som fører til utmattelsessprekker under materialets overflate. Den passive kromoksidfilmen sprekker og flasser av kontinuerlig. Etsende ioner i væsken invaderer sprekkene, og kobler mekanisk tretthet med elektrokjemisk korrosjon for å akselerere utvidelse av gropen. Til slutt kobles tette hulrom til for å dannes gjennom-vegghull og forårsake utstyrssvikt.

2. Typiske posisjoner som er sårbare for kavitasjonserosjon

Innløpsseksjoner direkte koblet til pumpeuttak med drastisk trykkvariasjon;

Albue-, reduksjons- og plutselige ekspansjonsrørseksjoner der strømningsfeltet endres brått;

Væskenivålinje av varmerør med vekslende væskenedsenking og dampfase;

Områder med dårlig strømningsuniformitet og lokale virveldøde soner;

Røroverflate nær strupeventiler der trykket faller kraftig.

3. Hovedakselererende induserende faktorer

Overdreven pumpeløft og strømningshastighet som fører til voldsomme trykksvingninger;

For høy væsketemperatur som senker mettet damptrykk og fremmer bobledannelse;

En stor mengde oppløst luft blandet i den sirkulerende væsken;

Grov røroverflate og sveisedefekter som tjener som boblekjernedannelsessteder;

Feil rørledningsoppsett med hyppige brå endringer i rørdiameter og strømningsretning.

4. Tekniske tiltak for forebygging av koblinger for flere-hele-

① Optimaliser rørledningsstrukturen for jevn strømningsovergang

Bruk gradvise reduksjons- og bueovergangsalbuer i stedet for skarpe rettvinklede-bøyninger for å eliminere plutselig trykkfall.

② Juster driftsparametere for å undertrykke bobledannelse

Kontroller mediumtemperaturen og pumpens driftsfrekvens for å unngå at trykket faller under fordampningstrykket.

③ Installer eksosenheter for å fjerne oppløst gass

Sett opp automatiske eksosventiler ved systemets høydepunkter for å slippe ut akkumulert luft og redusere kilder til boblekjernedannelse.

④ Forbedre overflatefinishen til varmerørene

Implementer elektropolering for å redusere overflatemikro-groper og begrense den første genereringen av kavitasjonsbobler.

⑤ Styrke lokal overflateslitasjemotstand

Utfør laserkledning eller nitreringsbehandling på kavitasjonsområder med høy-risiko for å forbedre ytelsen mot-støttretthet.

5. Forebyggende effekt sammenligningstabell

表格

Konklusjon

Kavitasjonserosjon av 316 varmerør stammer fra sjokkskader indusert av periodisk boblegenerering og kollaps. Kjerneforebyggingsideene er å optimalisere strømningskanaldesign for å stabilisere trykket, fjerne oppløst gass fra mediet, begrense driftstemperatur og strømningshastighet og eliminere kjernedannelsespunkter på overflaten. Omfattende transformasjon av rørdesign og standardisert prosessdrift kan fundamentalt eliminere gjennom-vegglekkasjerisiko forårsaket av kavitasjonserosjon.