Aký typ lokalizovanej korózie sa obzvlášť pravdepodobne vyskytne v bode odvádzania tekutiny v štvorcestnom konektore

I. 4-cestné T: vysokorizikový uzol v potrubných systémoch

The 4-cestné tee kovanie , ktorý slúži ako základný komponent pre konvergujúce a divergujúce toky v zložitých tekutinových sieťach, je vystavený jedinečnej kombinácii mechanického namáhania, dynamiky tekutín a korozívnych faktorov. Jeho výrazná geometria z neho robí vysoko rizikový uzol v rámci celého systému.

Na rozdiel od priamych potrubných úsekov zahŕňa vnútro 4-cestného T-kusu prudké pretínanie a ostré otáčanie štyroch prietokových kanálov v centrálnej komore. Táto špecifická vnútorná geometria, najmä na vstupoch odbočiek, kde kvapalina prechádza ostrým 90∘ zmena smeru, spôsobuje prudké zmeny rýchlosti a tlaku tekutiny. V dôsledku toho táto geometria spúšťa špecifické typy lokalizovanej korózie. Tieto lokalizované formy vykazujú výrazne vyššiu rýchlosť korózie ako všeobecná korózia, čo ľahko vedie k perforácii cez stenu a katastrofickým poruchám.

II. Primárne typy lokalizovanej korózie v zónach otáčania toku

V zónach otáčania toku 4-cestných tvaroviek T sú dva najrozšírenejšie a najničivejšie typy lokalizovanej korózie korózia zrýchlená prietokom (FAC) a korózia-erózia.

2.1 korózia zrýchlená prietokom (FAC)

2.1.1 Profesionálny mechanizmus FAC

Prietokom zrýchlená korózia, niekedy historicky, ale nepresne označovaná ako erózia-korózia, je teraz jednoznačne klasifikovaná v modernej vede o korózii. FAC primárne popisuje jav, kedy je ochranná vrstva oxidu na povrchu kovu (ako je magnetit Fe3O4 na oceli) sa buď chemicky rozpúšťa alebo mechanicky odstraňuje zrýchlenou rýchlosťou v dôsledku zvýšenej rýchlosti tekutiny a turbulencie, čím sa urýchľuje korózia základného kovu.

FAC je výsledkom interakcie elektrochemickej korózie a dynamiky tekutín. Jeho základné princípy sú:

1. Riadenie rýchlosti prenosu hmoty: V neutrálnych alebo slabo alkalických vodných roztokoch (napr. napájacia voda kotla, kondenzát) je rýchlosť korózie kovu často riadená rýchlosťou prenosu hmoty rozpusteného kyslíka alebo hydratovaných iónov na povrch kovu. Vysoká turbulencia v zóne otáčania 4-Way Tee výrazne stenčuje povrchovú difúznu vrstvu (Nernst Diffusion Layer).

2. Zrýchlené rozpúšťanie oxidovej vrstvy: Vysokorýchlostné a vysoko turbulentné prúdenie, najmä vo vode s nízkym obsahom kyslíka alebo odkysličenej vysoko čistej vode, urýchľuje rozpúšťanie ochrannej oxidovej vrstvy v objemovej kvapaline ako rozpustné ióny.

3. Expozícia podkladu: Po odstránení ochrannej vrstvy exponovaný základný kov rýchlo koroduje a vytvára novú vrstvu oxidu. Táto novovytvorená vrstva sa však zrýchleným prúdením rýchlo rozpustí alebo odstráni. To vytvára začarovaný kruh, ktorý vedie k rýchlemu stenčovaniu stien.

2.1.2 Prečo sú 4-cestné odpaliská FAC hotspoty

Otočná zóna 4-Way Tee je typickým hotspotom FAC, pretože:

• Vysoké šmykové napätie: Keďže kvapalina vytvára a 90∘ Na vnútornej strane ohybu (najmä na okrajoch prívodov odbočiek) vznikajú extrémne vysoké šmykové napätia tekutiny, ktoré priamo napadajú vrstvu oxidu.

• Lokalizovaná vysoká turbulencia: Vysokointenzívna lokalizovaná turbulencia vytvorená zónami oddeľovania toku a recirkulácie výrazne zvyšuje rýchlosť prenosu hmoty a urýchľuje rozpúšťanie vrstvy oxidu.

2.2 Erózia-Korózia

2.2.1 Profesionálny mechanizmus erózie-korózie

Erózia-korózia sa špecificky vzťahuje na synergický efekt mechanického opotrebovania a chemickej korózie, keď médium obsahuje pevné častice (napr. piesok, troska, prášky katalyzátora). Častice narážajú na kovový povrch s vysokou kinetickou energiou.

• Mechanická erózia: Tuhé častice narážajú a odstraňujú alebo narušujú kovovú mriežku, čo spôsobuje stratu materiálu.

• Synergický efekt: Mechanická erózia urýchľuje koróziu: nárazy častíc nielen odstraňujú ochrannú vrstvu oxidu, ale odhaľujú aj čerstvý, aktívnejší kovový povrch, čo spôsobuje prudký nárast elektrochemickej korózie. Súčasne, sypká a porézna povaha koróznych produktov ich robí náchylnejšími na pranie a odstraňovanie časticami, čo ďalej urýchľuje proces erózie.

2.2.2 Horúce body erózie-korózie v 4-smerných T-kusoch

V 4-Way Te sú najzávažnejšími oblasťami pre eróziu-koróziu body priameho nárazu po otočení a oblasť vnútorného ohybu vychýlenia toku. V dôsledku zotrvačnosti počas otáčania majú ťažké častice tendenciu udržiavať si svoju lineárnu hybnosť a narážajú na opačnú vnútornú stenu odbočovacej vetvy pri vyšších rýchlostiach a uhloch.

Tento jav je obzvlášť výrazný v systémoch prepravujúcich kaly s vysokým obsahom pevných látok alebo pracujúcich pri vysokých rýchlostiach prúdenia.

III. Iné typy lokalizovanej korózie

Okrem FAC a eróznej korózie môžu geometrické charakteristiky 4-cestných T-kusov spustiť ďalšie formy lokalizovanej korózie za špecifických podmienok média:

3.1 Štrbinová korózia

Ak 4-cestný T-kus využíva závitové spoje alebo prírubové spoje a na koreňoch závitu, pod tesnením alebo v oblasti zvaru sa vytvoria drobné, ťažko čistiteľné štrbiny, môže dôjsť k štrbinovej korózii. V uzavretej štrbine je obnova tekutín obmedzená, čo vedie k lokalizovaným zmenám v gradientoch koncentrácie kyslíka, hladinách pH a koncentrácii chloridových iónov. To vytvára korózny článok, čo vedie k rýchlemu rozpusteniu kovu v štrbine.

3.2 Bodová korózia vyvolaná turbulenciou

Zatiaľ čo turbulencia často inhibuje všeobecnú koróziu, pri vysoko turbulentnom a vysokorýchlostnom prúdení v médiách obsahujúcich vysoké koncentrácie chloridových iónov (ako je morská voda), turbulencia môže spôsobiť lokalizovanú eróziu na kovovom povrchu, čím sa vytvárajú malé aktívne miesta. Tieto škvrny sú náchylné na to, aby sa vyvinuli do jadier bodovej korózie. Akonáhle sa vytvorí jamka, jej autokatalytický mechanizmus zatlačí koróziu hlboko do materiálu, čo nakoniec vedie k perforácii.