Titanning afsonaviy korroziyaga chidamliligi dengiz suvidagi hikoyaning faqat yarmi; ikkinchi yarmi esa toʻxtovsiz qum-porlashi va trubaning kirish qismidagi yuqori tezlikdagi suvning keskin kuchi-bu yupqa titan oksidini qayta oʻsishi mumkin boʻlganidan tezroq yemirishi mumkin. Dengiz suvi issiqlik almashinuvchilarida quvurlarning ishlash muddati nafaqat kimyo, balki gidrodinamika, turbulentlik va suyuqlik oqimi tomonidan olib boriladigan abraziv energiya bilan ham belgilanadi.
Muhandislik muammosi doirasidatitanium naycha devor qalinligi eroziya korroziya dengiz suvi, to'g'ri quvur devori uzoq muddatli eroziyaga chidamlilik bilan bosimni ushlab turish talablarini muvozanatlash orqali tanlanadi.
Nima uchun titan dengiz suvida juda yaxshi ishlaydi
Titan kislorodli dengiz suvi taʼsirida oʻta barqaror va{0}}oʻzini tiklaydigan oksid plyonka hosil qiladi. Ushbu passiv qatlam quyidagilarga qarshi ajoyib qarshilik ko'rsatadi:
Xlorid korroziyasi
Piting
Yoriq hujumi
Biofouling bilan bog'liq-degradatsiya
Toza dengiz suvi xizmatida titanium quvurlari odatda ahamiyatsiz umumiy korroziya bilan o'nlab yillar davomida ishlaydi.
Cheklov - bu mexanik aşınma
Oksid plyonkasi kimyoviy jihatdan mustahkam bo'lsa-da, jismoniy jihatdan nozik bo'lib qoladi. To'xtatilgan qum zarralari va yuqori{1}}tezlikdagi turbulentlik qattiq oqim sharoitida himoyalangan sirtni mexanik ravishda tezroq eskirishi mumkin.
Bu jarayon eroziya{0}}korroziya deb ataladi.
Muammo eng og'ir bo'ladi:
Quvurli kirishlar
Yuqori-turbulentlik hududlari
Oqimning to'qnashuv zonalari
Tirsaklar yoki cheklovlarning quyi oqimidagi joylar
To'xtatilgan qattiq moddalarni tashuvchi dengiz suvi tizimlari
Shuning uchun almashtirgich trubkasi devorining qalinligi ham konstruktiv, ham eskirishga oid talablarni- hisobga olishi kerak.
Bosim qalinligi birinchi o'rinda turadi
Quvur devorini tanlashning boshlang'ich nuqtasi bosimli idish dizayn kodlari tomonidan talab qilinadigan minimal qalinlikdir.
ASME va TEMA talablari
Bosim asosidagi minimal devor qalinligi-odatda quyidagilar yordamida aniqlanadi:
ASME VIII bo'lim
TEMA standartlari
Amaldagi mijoz spetsifikatsiyalari
Dizayn bosimi va harorat sharoitlari
Hisoblash quvurning xavfsiz tarzda bardosh berishini ta'minlaydi:
Ichki bosim
Tashqi bosim
Mexanik yuklash
Termal stresslar
Vibratsiyali kuchlar
Ushbu hisoblangan qiymat har qanday eroziya qo'shilishidan oldin strukturaning minimal qalinligini belgilaydi.
Eroziya-Dengiz suvi xizmatida korroziyaga ruxsat
Bosim talabi oʻrnatilgandan soʻng, oqayotgan dengiz suvidan uzoq-mexanik eskirishni hisobga olish uchun qoʻshimcha devor qalinligi qoʻshilishi mumkin.
Toza dengiz suvi sharoitlari
Nisbatan toza dengiz suvida o'rtacha tezlikda taxminan quyida:
v<2 m/sv < 2\ \mathrm{m/s}v<2 m/s
titanium oksidi plyonkasi juda barqaror bo'lib qoladi.
Ushbu shartlar ostida:
Eroziya darajasi juda past
Qo'shimcha korroziyaga qarshi imtiyozlar ahamiyatsiz bo'lishi mumkin
Standart quvur devori jadvallari ko'pincha etarli
Titan bu muhitda juda yaxshi ishlaydi, chunki passiv plyonka sirtning kichik buzilishidan keyin doimiy ravishda o'zini tiklaydi.
Qum-Yuklangan dengiz suvi qoʻshimcha qalinlikni talab qiladi
To'xtatilgan qattiq moddalar mavjud bo'lganda vaziyat sezilarli darajada o'zgaradi.
Qum zarralarining ta'siri
Qum zarralari yuqori tezlikda quvur devoriga ta'sir qiladigan mikroskopik abraziv snaryadlar sifatida ishlaydi. Takroriy ta'sirlar asta-sekin oksidli plyonkani kiyib, uning ostidan oz miqdorda asosiy metallni olib tashlaydi.
Ushbu eroziya oqim birinchi navbatda trubaga kirgan joyda eng agressivdir, chunki turbulentlik intensivligi va zarracha tezligi kirish hududida eng yuqori bo'ladi.
Ushbu xizmatlarda qo'shimcha devor to'lovi odatda minimal bosimdan yuqori bo'ladi.
Oddiy qo'shimcha nafaqa
Tuzilgan qum yoki zarracha moddalarni o'z ichiga olgan dengiz suvi uchun qo'shimcha devor qalinligi taxminan:
0,2 mm Dt dan kam yoki unga teng 0,3 mm0,2\\ \\mathrm{mm} \\leq \\Delta t \\leq 0,3\\ \\mathrm{mm}0,2 mm Dt dan kam yoki teng 0,3 mm dan kam yoki teng
tez-tez belgilanadi.
Ushbu qo'shimcha material almashtirgichning ishlash muddati davomida asta-sekin mexanik eskirishni qoplaydi.
Qum bo'roni eng tajovuzkor bo'lgan joyda quvur biroz qalinroq zirh kiyadi.
Odatda minimal quvur devorini tanlash
Ko'pgina dengiz suvi almashtirgichlari uchun amaliy minimal devor qalinligi taxminan quyidagicha boshlanadi:
t 0,7 mmt dan katta yoki unga teng \\geq 0,7\\ \\mathrm{mm}t 0,7 mm dan katta yoki unga teng
bog'liq holda:
Quvur diametri
Dizayn bosimi
Oqim tezligi
Qum konsentratsiyasi
Kutilayotgan xizmat muddati
Xizmat falsafasi
Ushbu qalinlik ko'pincha o'rtasida maqbul muvozanatni ta'minlaydi:
Strukturaviy ishonchlilik
Issiqlik uzatish samaradorligi
Ishlab chiqarish qobiliyati
Eroziyaga qarshilik
Yupqaroq devorlar issiqlik ko'rsatkichlarini biroz yaxshilaydi, ammo eroziya va ishlov berish shikastlanishiga chidamliligini kamaytiradi.
Tube kirish hududini himoya qilish
Quvurning kirish joyi odatda almashtirgichdagi eng zaif joydir.
Nima uchun kirish eroziyasi kuchli
Dengiz suvi quvur to'plamiga kirganda, turbulentlik intensivligi keskin ko'tariladi. Qum zarralari devorga o'zgaruvchan burchak ostida uriladi, mahalliy oqim tezlashishi esa zarba energiyasini oshiradi.
Bu quvur uzunligining dastlabki bir necha santimetrlari yaqinida konsentrlangan eskirish hosil qiladi.
Ikkita-Turba uchlari
Chidamlilikni oshirish uchun ba'zi almashtirgich dizaynlari quyidagilarni belgilaydi:
Ikki-qalin naycha uchlari
Kuchaytirilgan kirish qismlari
Qisqa payvandlangan kirish yenglari
Og'irroq{0}}devorga kirish qo'shimchalari
Ba'zi konfiguratsiyalarda qalinroq titan trubaning qisqa qismi eroziya shikastlanishini yutish uchun kirish uchiga payvandlanadi, shu bilan birga almashtirgichning qolgan qismida ingichka quvurlar saqlanib qoladi.
Bu strategiya eng yuqori xavf zonasini mustahkamlab, umumiy moddiy xarajatlarni kamaytiradi.
Tezlik bo'yicha ko'rsatmalar va sanoat bo'yicha tavsiyalar
Oqim tezligi eroziya{0}}korroziya harakatida markaziy rol o'ynaydi.
Tavsiya etilgan tezlik chegaralari
Nikel instituti va turli xil dengiz suvi muhandisligi bo'yicha ko'rsatmalar kabi tashkilotlar tavsiya etilgan tezlik diapazonlarini e'lon qiladi:
Qum konsentratsiyasi
Zarrachalar hajmi
Oqim rejimi
Quvur materiali
Tizim geometriyasi
Odatdagi yo'l-yo'riq zarrachalar to'qnashuvi haddan tashqari agressiv bo'ladigan darajadan past tezlikni saqlashga intiladi.
Titan ko'plab misga asoslangan qotishmalarga qaraganda yuqori tezlikka bardosh bersa-da, qum yuklanishi bilan birga haddan tashqari turbulentlik hali ham uzoq ish vaqtlarida eskirishni tezlashtirishi mumkin.
Termal ishlash va chidamlilikni muvozanatlash
Quvur devorining qalinligini oshirish issiqlik o'tkazuvchanligini biroz pasaytiradi, chunki issiqlik qarshiligi devor qalinligi bilan ortadi.
Biroq, elektr o'tkazuvchanlik jazosi odatda quvurning muddatidan oldin ishdan chiqishining operatsion xavfi bilan solishtirganda oddiy.
Muhandislik savdosi-oʻchirilgan
Shunday qilib, quvur devorining tanlovi quyidagilar o'rtasidagi muvozanatga aylanadi:
| Dizayn maqsadi | Qalinlikka ta'siri |
|---|---|
| Issiqlik uzatish samaradorligi | Yupqa devorlarni afzal ko'radi |
| Eroziyaga qarshilik | Qalin devorlarni afzal ko'radi |
| Strukturaviy yaxlitlik | Qalin devorlarni afzal ko'radi |
| Xarajatlarni kamaytirish | Optimallashtirilgan qalinlikni afzal ko'radi |
| Uzoq xizmat muddati | Eroziyaga qarshi yordam beradi |
Ko'pgina dengiz suvi tizimlarida uzoq muddatli ishonchlilik{0}}bir oz qalinroq quvurlar bilan bog'liq bo'lgan kichik termal jazodan ustun turadi.
Xulosa
Titan almashtirgich trubasining devor qalinligi faqat bosim hisob-kitoblari bilan aniqlanmaydi. Bu puxta ishlab chiqilgan oʻzgaruvchi boʻlib, oqib turgan dengiz suvi va muallaq qum zarralari natijasida yuzaga keladigan eroziya-korroziyasini ham oʻz ichiga oladi.
O'rtacha tezlikda toza dengiz suvi juda kam yoki umuman qo'shimcha ruxsat talab qilishi mumkin, lekin qum{0}}to'ldirilgan sharoitlar ko'pincha bosimga asoslangan minimal devor qalinligidan-0,2 dan 0,3 mm gacha qo'shishni oqlaydi. Quvvatlangan kirish qismlari va ikki{5}}qalin trubka uchlari turbulentlik va zarrachalar to'qnashuvi eng kuchli bo'lgan joylarda qo'shimcha himoyani ta'minlaydi.
ASME va TEMA tuzilmaviy talablarini amaliy eroziyaga qarshi vositalar bilan birlashtirib, titanium almashtirgich quvurlari og'ir dengiz muhitida juda uzoq ishlash muddatiga erishishi mumkin. Issiqlik tizimlari muhandisligida bir millimetr metall osongina o'n yillik qo'shimcha xizmat muddatini anglatishi mumkin.
