Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 316 lämmitysputkien kavitaatioeroosiovaurioiden mekanismi ja täydellinen prosessin eston ohjausjärjestelmä

Kavitaatioeroosiota esiintyy pääasiassa nestekiertojärjestelmissä, joissa on suuri virtausnopeus, paineen vaihtelu ja kaasun -neste-kaksivaiheinen sekoittuminen. Kun paikallinen nestepaine laskee kylläisen höyryn paineen alapuolelle, muodostuu välittömästi useita pieniä höyrykuplia. Nämä kuplat romahtavat rajusti paineen palautuessa synnyttäen{4}}nopeita mikrosuihkuja ja voimakkaita iskuaaltoja, jotka jatkuvasti vaikuttavat putken pintaan. Passiivinen kalvo irtoaa ja matriisi kärsii plastisista väsymisvaurioista, jolloin putken seinämään muodostuu hunajakennomaisia ​​taskuleimattuja kuoppia. Pitkäaikaisessa käytössä kuopat yhdistyvät toisiinsa ja tunkeutuvat seinään aiheuttaen keskimääräistä vuotoa. Kavitaatiovaurioissa on keskittynyt paikallinen materiaalihäviö eikä ilmeisiä ulkoisia korroosiolähteitä.

1. Mikroskooppinen kavitaatiovauriomekanismi

Kun virtaava väliaine kulkee äkillisen supistumisen, taivutuksen tai matalapaineisten alueiden läpi, paikallinen paine laskee nopeasti ja neste höyrystyy muodostaen suuren määrän kavitaatiokuplia. Kun neste tulee korkeapainevyöhykkeelle, kuplat räjähtävät mikrosekunnissa. Räjähdys vapauttaa voimakkaan hydraulisen iskun ja erittäin-hienoja nestesuihkuja, jotka osuvat metallipintaan. Toistuva isku aiheuttaa syklistä puristus- ja vetojännitystä alustaan, mikä johtaa väsymishalkeamien alkamiseen materiaalin pinnan alle. Kromioksidin passiivinen kalvo murtuu ja irtoaa jatkuvasti. Nesteen syövyttävät ionit tunkeutuvat halkeamiin yhdistäen mekaanisen väsymisen sähkökemialliseen korroosioon kiihdyttäen kuopan laajenemista. Lopulta tiheät ontelot yhdistyvät muodostaen-seinän reikiä ja aiheuttaen laitevian.

2. Tyypilliset kavitaatioeroosiolle alttiit paikat

Tulo-osat, jotka on liitetty suoraan pumpun ulostuloihin, joissa paine vaihtelee jyrkästi;

Kulma-, alennus- ja äkillinen paisuntaputkiosat, joissa virtauskenttä muuttuu äkillisesti;

Lämmitysputkien nestetasolinja vuorotellen nesteupotuksella ja höyryfaasilla;

Alueet, joilla on huono virtauksen tasaisuus ja paikalliset pyörteiden kuolleet alueet;

Putken pinta kuristusventtiilien lähellä, jossa paine laskee jyrkästi.

3. Tärkeimmät kiihdyttävät tekijät

Liiallinen pumpun nosto ja virtausnopeus johtavat voimakkaisiin paineenvaihteluihin;

Liian korkea nesteen lämpötila alentaa kylläisen höyryn painetta ja edistää kuplien muodostumista;

Suuri määrä liuennutta ilmaa sekoitettuna kiertävään nesteeseen;

Karkea putken pinta ja hitsausvirheet, jotka toimivat kuplan ydintymiskohtina;

Väärä putkilinjan asettelu, jossa putken halkaisija ja virtaussuunta muuttuvat usein äkillisesti.

4. Moniulotteiset koko-linkkien ehkäisyn tekniset toimenpiteet

① Optimoi putkilinjan rakenne tasaista virtauksen siirtymistä varten

Käytä asteittain pienentäviä ja kaarensiirtokulmia terävien oikean{0}}kulmien sijasta äkillisen paineen laskun välttämiseksi.

② Säädä toimintaparametreja estääksesi kuplien muodostumisen

Säädä väliaineen lämpötilaa ja pumpun toimintataajuutta kohtuullisesti, jotta paine ei putoa höyrystymispaineen alapuolelle.

③ Asenna pakolaitteet liuenneen kaasun poistamiseksi

Aseta automaattiset poistoventtiilit järjestelmän korkeisiin kohtiin kerääntyneen ilman poistamiseksi ja kuplien ytimen lähteiden vähentämiseksi.

④ Paranna lämmitysputkien pintakäsittelyä

Suorita sähkökiillotus vähentääksesi pinnan mikro{0}}kuoppia ja estääksesi kavitaatiokuplien muodostumisen.

⑤ Vahvista paikallista pinnan kulutuskestävyyttä

Suorita laserpäällystys tai typpikäsittely korkean{0}}kavitaatioriskin alueilla parantaaksesi iskunkestävää-tehoa.

5. Ennaltaehkäisyvaikutusten vertailutaulukko

表格

Johtopäätös

316 lämmitysputken kavitaatioeroosio johtuu jaksoittaisen kuplien muodostumisen ja romahtamisen aiheuttamista iskuvaurioista. Keskeisiä ehkäisyideoita ovat virtauskanavan suunnittelun optimointi paineen stabiloimiseksi, liuenneen kaasun poistaminen väliaineesta, käyttölämpötilan ja virtausnopeuden rajoittaminen sekä pintavirheiden ydintymispisteiden eliminointi. Putkisuunnittelun perusteellinen muutos ja standardisoitu prosessitoiminta voivat eliminoida kavitaatioeroosion aiheuttamat seinävuotoriskit-.