V združených vykurovacích systémoch, vykurovacích nádržiach a potrubných vykurovacích zariadeniach je 316 vykurovacích rúr z nehrdzavejúcej ocele upevnených kovovými svorkami, konzolami a obručovými upevňovacími prvkami. Pri kombinovanom pôsobení vibrácií tekutiny, vibrácií pri prevádzke čerpadla a striedavej tepelnej expanzie a kontrakcie dochádza medzi vonkajšou stenou rúrky a upínacími kontaktnými plochami k malému vratnému relatívnemu posunu. Nepretržité mikro-trenie poškriabe a poškodí neporušený pasívny film bohatý na chróm-na povrchu nehrdzavejúcej ocele. Medzitým korozívne médiá, ako sú chlorid-obsahujúce odpadovú vodu a procesný roztok, prenikajú do úzkej kontaktnej medzery a vytvárajú okludované elektrochemické mikroprostredie. Spojenie mechanického opotrebenia trením a elektrochemickej korózie nakoniec spustí treciu koróziu, ktorá sa zvyčajne prejavuje ako stenčenie v tvare miestneho žliabku, jamky a dokonca prenikajúce netesnosti v miestach zovretia. Mnohí dizajnéri sa snažia iba o pevnú fixáciu a pohodlnú inštaláciu, pričom ignorujú tlmič vibrácií, izoláciu kontaktov a štrukturálny{10} dizajn proti uvoľneniu. Veľký počet vykurovacích rúrok predčasne zlyhá v pevných upínacích bodoch v dôsledku korózie spôsobenej trením, aj keď ostatné časti telesa rúrky zostávajú nedotknuté. Preto je rozumná optimalizácia konštrukčného návrhu uchytenia a upevnenia účinným technickým spôsobom na zabránenie korózii vykurovacích rúr proti treniu.
Odieracia korózia sa vyskytuje za troch nevyhnutných podmienok: kontaktný tlak medzi dvoma povrchmi, malý cyklický relatívny posun a korozívne elektrolytické médium. Pri dlhodobom-zaťažení vibráciami sa pasívny film na kontaktnej ploche neustále opotrebováva a čerstvá kovová matrica je opakovane exponovaná. V úzkej medzere upínacej polohy sa rozpustený kyslík rýchlo spotrebúva a vytvára oklúznu zónu s nedostatkom kyslíka-. Opotrebovaný povrch z nehrdzavejúcej ocele pôsobí ako anóda a podlieha nepretržitému rozpúšťaniu, zatiaľ čo okolitá neporušená pasívna oblasť slúži ako katóda na urýchlenie lokálnej koncentrovanej korózie. Úlomky opotrebenia generované trením sa hromadia v medzere, čo ďalej zvyšuje kontaktné napätie a blokuje cirkuláciu média, čo zhoršuje oklúziu a urýchľuje expanziu jamy. Neprispôsobenie tepelnej rozťažnosti medzi vyhrievacou trubicou a svorkou bude nepretržite vytvárať cyklický mikro-preklz; čím väčšia je upínacia pred{8}}uťahovacia sila a amplitúda vibrácií, tým rýchlejšie dochádza k vzniku korózie. Okrem toho, ak svorka používa uhlíkovú oceľ a iné odlišné kovové materiály, opotrebenie trením tiež spôsobí galvanickú koróziu v rovnakom čase, čo vedie k rýchlejšej poruchovosti v pevných polohách.
Táto štúdia navrhuje štyri kľúčové štrukturálne optimalizačné stratégie na zabránenie korózii 316 nerezových vykurovacích rúrok. Najprv vyberte zodpovedajúce upínacie materiály a umiestnite izolačné obloženie nárazníka na kontaktné miesta. Pre všetky svorky, obruče a podpery uprednostňujte nehrdzavejúcu oceľ 316 alebo 316L, aby ste eliminovali potenciálny rozdiel-indukovanú galvanickú koróziu. Medzi vonkajšiu stenu vyhrievacej trubice a vnútorný povrch kovovej svorky položte tesnenia z PTFE, silikónovej gumy alebo keramického tlmiča odolného voči vysokej teplote. Flexibilná vyrovnávacia vrstva môže absorbovať energiu vibrácií, eliminovať mikrorecipročný sklz medzi tvrdými kovovými povrchmi a odrezať kanál na zadržiavanie elektrolytu v kontaktnej medzere. Materiál výstelky musí mať dobrú odolnosť proti stlačeniu, starnutiu a hydrolýze, aby sa predišlo zlyhaniu vankúša pri-dlhodobom striedaní teplôt a erózii tekutín.
Po druhé, optimalizujte tvar upínacieho kontaktu a primerane kontrolujte uťahovaciu silu-. Zabráňte dotyku vedenia alebo bodového kontaktu medzi svorkou a vykurovacou trubicou; prijať dizajn povrchového kontaktu v tvare oblúka{2}} na rozptýlenie miestneho kontaktného tlaku a zníženie koncentrovaného trecieho napätia. Nastavte primeranú pred{4}}štandardnú normu uťahovacieho momentu pre obruče; nadmerná uťahovacia sila spôsobí nadmernú deformáciu povrchu vytláčaním a zhorší mikro-preklz, zatiaľ čo nedostatočné predpätie povedie k veľkému-rozkmitu vibrácií. Nainštalujte pružinové podložky proti{8}}uvoľňovaniu a na všetky spojovacie skrutky navlečte lepidlo proti{9}}uvoľneniu, aby ste predišli uvoľneniu zovretia spôsobenému-dlhodobými vibráciami, ktoré rozšíria rozsah relatívneho posunutia a zhoršia poškodenie trením.
Po tretie, vykonajte rozloženie na zníženie vibrácií a štrukturálnu antivibráciu-pre zväzky vykurovacích rúrok. Pevné podpery a posuvné podpery nastavte striedavo podľa pravidiel tepelnej rozťažnosti; pevné svorky obmedzujú celkový posun, zatiaľ čo posuvné svorky si vyhradzujú určitú tepelnú rozťažnosť, aby sa zabránilo hromadeniu tepelného napätia a dodatočnému vytláčaniu trením. Nainštalujte podstavce na tlmenie vibrácií pre vykurovacie zariadenia a obehové čerpadlá, aby ste znížili celkovú amplitúdu vibrácií systému prenášaných do zväzku vykurovacích rúrok. Správne zvýšte počet oporných bodov pre dlhé vyhrievacie rúrky, aby ste zmenšili rozpätie medzi susednými svorkami, obmedzili ohybové vibrácie tela rúrky pri náraze tekutiny a minimalizovali amplitúdu mikrosklzu v každej upínacej polohe.
Po štvrté, implementujte lokálne spevnenie povrchu a pravidelnú kontrolu upínacích pozícií. V prípade často vibrovaných pevných plôch použite laserové opláštenie, otryskávanie alebo lokálne vytvrdzovanie, aby ste zlepšili odolnosť povrchu voči opotrebovaniu a pasívnu stabilitu filmu, čím sa zníži pravdepodobnosť poškodenia pasívneho filmu spôsobeného mikro-trením. Pravidelne rozoberajte a kontrolujte každý upínací spoj každých 12 mesiacov, kontrolujte starnutie, praskanie a vypadávanie tesnení nárazníkov, včas vymeňte chybné výstelkové materiály a znova-utiahnite uvoľnené spojovacie prvky. Vykonajte ultrazvukové meranie hrúbky so zameraním na všetky upínacie kontaktné plochy, aby ste sledovali mieru stenčovania stien-odporovaním; akonáhle miestne preriedenie prekročí prah včasného varovania, okamžite zaistite protikoróznu opravu a spevnenie konštrukcie.
Dlhodobé{0}}údaje sledovania v teréne ukazujú, že vykurovacie rúrky vybavené tlmiacim obložením a antivibračnými optimalizovanými upínacími štruktúrami môžu bezpečne fungovať viac ako 28 mesiacov bez korózneho zlyhania v pevných polohách. Na rozdiel od toho vykurovacie rúrky s pevným priamym zovretím často trpia vážnou lokálnou koróziou a penetráciou v priebehu 6 až 10 mesiacov. Záverom možno konštatovať, že ekvivalentné prispôsobenie antikorózneho materiálu, flexibilná izolácia nárazníka, primeraná konštrukcia pred-dotiahnutím-uvoľňovania a usporiadanie systému na zníženie vibrácií môžu zásadne eliminovať podmienky výskytu korózie spôsobenej trením. Optimalizovaný konštrukčný dizajn upínania a uchytenia účinne chráni kontaktný povrch pasívneho filmu 316 vykurovacích rúrok z nehrdzavejúcej ocele, zabraňuje predčasnému lokalizovanému zlyhaniu v pevných polohách a výrazne zlepšuje celkovú prevádzkovú spoľahlivosť združených vykurovacích zariadení v priemyselných prostrediach-intenzívnych vibráciami.
