آلية فشل تآكل شق أنبوب التيتانيوم ومخطط التحكم الكامل في منع العملية-.

يحدث فشل تآكل الشقوق في أنابيب تسخين التيتانيوم في فجوات ضيقة بين مكونين متصلين. يتم احتجاز السائل المتآكل داخل الشق، ويتم استهلاك الأكسجين ولا يمكن تجديده، مما يشكل خلية تآكل مختلفة التركيز. يتم تكسير طبقة التخميل الواقية من الأكسيد على التيتانيوم، ويتطور التآكل الموضعي إلى الداخل على طول الفجوة. عندما تتوسع حفر التآكل وتخترق جدار الأنبوب، يحدث تسرب متوسط. يحدث هذا الفشل في الغالب عند أسطح تركيب الفلنجة، ومواضع تثبيت المشابك، وفجوات تثبيت البراغي، وطبقات المفاصل اللفة، وهو وضع فشل تآكل موضعي مخفي للغاية لخطوط أنابيب التيتانيوم.

1. آلية تطور تآكل الشقوق

يعتمد التيتانيوم على فيلم التخميل المدمج TiO₂ لتحقيق مقاومة ممتازة للتآكل في معظم الوسائط. عند وجود فجوة ضيقة مغلقة، لا يمكن للسائل الذي يدخل الشق أن يتدفق ويتبادل مع الوسط السائب الخارجي. يتم استنفاد الأكسجين المذاب داخل الفجوة بسرعة عن طريق التفاعلات الكهروكيميائية، مما يحول الجزء الداخلي من الشق إلى منطقة أنود فقيرة بالأكسجين - حيث يذوب معدن التيتانيوم بشكل مستمر. تهاجر أيونات الكلوريد إلى الشق لموازنة الشحنة الموجبة، مما يؤدي إلى خفض قيمة الرقم الهيدروجيني المحلي وتدمير طبقة التخميل بشكل أكبر. يتطور التآكل بشكل تفضيلي داخل الفجوة ويمتد نحو ركيزة جدار الأنبوب. على عكس التآكل العام الموحد، فإن هذا الضرر لا يندلع إلا داخل مساحات صغيرة مسدودة مع عدم وجود آثار تآكل واضحة على الأسطح الخارجية المكشوفة في المراحل المبكرة.

2. الأوضاع النموذجية المعرضة لتآكل الشقوق

وجوه مانعة للتسرب ذات شفة مع ضغط غير كامل وفجوات صغيرة متبقية؛

الأسطح الملامسة لطوق الأنبوب حيث يتم تثبيت الماء والأوساخ بين الطوق وأنبوب التيتانيوم؛

فجوات جذر التوصيل الملولبة وفتحات تثبيت مجموعة البراغي؛

مواضع وضع متداخلة حيث يتم ربط قسمين من أنابيب التيتانيوم بإحكام؛

لحام عيوب الاختراق غير الكاملة ومسام اللحام الصغيرة التي تشكل شقوقًا داخلية.

3. العوامل المحفزة الأساسية لتسريع تآكل الشقوق

التصميم الهيكلي غير المعقول مع وجود فجوات ضيقة ميتة لا يمكن تجنبها والتي تحبس السوائل والشوائب بسهولة؛

ضعف دقة التجميع مما يؤدي إلى عدم انتظام الضغط والفجوات المتبقية بين أسطح التركيب؛

المكثفات، وتسرب العملية، وترسب الغبار في الشقوق وتشكيل المنحل بالكهرباء الراكد؛

وسط يحتوي على أيونات الكلوريد والفلوريد التي تلحق ضررًا كبيرًا بطبقة تخميل التيتانيوم؛

تشغيل غير مراقب على المدى الطويل-بدون تنظيف الأوساخ المتراكمة داخل الفجوات الهيكلية.

4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط والتحكم فيه

① تحسين التصميم الهيكلي لتقليل الفجوات الميتة

اعتماد هياكل مفتوحة بالكامل أو ملحومة بالكامل بدلاً من الهياكل الشقية الملتفة والمثبتة.

② تحسين دقة تصنيع التجميع

تأكد من أن أسطح الحافة والتركيب ملائمة بإحكام لإزالة الفجوات الصغيرة.

③ ضع مادة حشو مانعة للتسرب أو -طبقة مقاومة للتآكل على طبقات المفاصل

منع السائل والغبار من دخول الشقوق بشكل أساسي.

④ قم بتفكيك الفحص بانتظام وتنظيف الرواسب المتراكمة في أجزاء التثبيت الثابتة

القضاء على البيئة المسببة للتآكل المسدودة.

⑤ رقابة صارمة على محتوى الأيونات الضارة في وسط العملية

الحد من تركيز الكلوريد والفلوريد لإبطاء انهيار فيلم التخميل.

5. جدول مقارنة تأثير الوقاية

表格

خاتمة

ينجم تآكل شق أنبوب تسخين التيتانيوم عن طريق استنفاد الأكسجين وإثراء الأيونات داخل الفجوات المسدودة، مما يكسر فيلم تخميل التيتانيوم ويحفز التآكل الموضعي المخترق. تتضمن أفكار الوقاية الأساسية تحسين الهيكل لتجنب عيوب الشقوق، وتعزيز إحكام الغلق والتركيب، وتنظيف ملحقات الفجوات بانتظام والتحكم في محتوى الأيونات المسببة للتآكل في الوسط. يمكن لإدارة -السلسلة الكاملة بدءًا من تصميم خطوط الأنابيب وتجميع التركيب وحتى الصيانة الروتينية أن تمنع التسرب غير المتوقع وإيقاف المعدات الناتج عن تآكل الشقوق في أنابيب تسخين التيتانيوم.