تحليل تآكل مبادلات الحرارة من النوع الغلافي

Thread Content

تتكون مواد مبادلات الحرارة من النوع الغلافي عادةً من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس، حيث يعاني لوح الأنابيب المصنوع من الفولاذ الكربوني عند استخدامه كمبرد من تآكل في اللحامات بينه وبين الأنابيب، مما يؤدي إلى تسرب المواد، ويتسبب ذلك في تلوث نظام الماء المستخدم في التبريد بالإضافة إلى هدر المواد. 　　عند تصنيع مبادلات الحرارة من النوع القشري، يتم استخدام اللحام بالقوس الكهربائي يدويًا للحام لوح الأنابيب مع الأنابيب نفسها، وغالبًا ما توجد عيوب مختلفة في شكل اللحام، مثل الاكتئابات والفراغات الهوائية والشوائب، كما أن توزيع إجهاد اللحام غير متساوٍ. عند الاستخدام، يكون جزء لوحة الأنابيب عادةً على اتصال بماء التبريد الصناعي، وتؤدي الشوائب والأملاح والغازات والكائنات الدقيقة الموجودة في ماء التبريد الصناعي إلى تآكل لوحة الأنابيب واللحامات، وهذا ما نسميه التآكل الكهروكيميائي. تُظهر الدراسات أن المياه الصناعية، سواء كانت مياهًا عذبة أو مالحة، تحتوي على أيونات مختلفة وأكسجين مذاب، وأن التغيرات في تركيز أيونات الكلور والأكسجين لها دور مهم في شكل تآكل المعادن. بالإضافة إلى ذلك، فإن درجة تعقيد الهيكل المعدني تؤثر أيضًا على شكل التآكل. لذلك، فإن تآكل وصلات لوحة الأنابيب والأنابيب نفسها يتمثل بشكل أساسي في التآكل الثقبي والتآكل في الشقوق. من النظرة الخارجية، يوجد على سطح لوحة الأنابيب العديد من منتجات التآكل والرواسب، مع وجود حفر بأحجام مختلفة. عند استخدام مياه البحر كوسط، يحدث أيضًا تآكل كهروكيميائي. التآكل الكيميائي هو تآكل المادة نتيجة تعرضها لمواد كيميائية مختلفة، وعندما تتلامس لوحات أنابيب المبادل الحراري مع هذه المواد الكيميائية، فإنها تتعرض للتآكل. بالإضافة إلى ذلك، قد يحدث تآكل ثنائي المعادن بين لوح أنابيب مبدل الحرارة وأنابيب التبادل الحراري. 　　وبناءً على ما سبق، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على تآكل مبادلات الحرارة من النوع الأنبوبي هي: (1) تركيب وتركيز المادة المستخدمة؛ حيث يختلف تأثير التركيز، ففي حالة الأحماض الملحية، عادةً كلما زاد التركيز، كان التآكل أشد. يتعرض الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل الشديد في حمض الكبريتيك بتركيز يبلغ حوالي 50%، أما عندما يرتفع التركيز إلى أكثر من 60%، فإن التآكل ينخفض بشكل كبير ； 　　(2) الشوائب: تشمل الشوائب الضارة أيونات الكلور، وأيونات الكبريت، وأيونات السيانيد، وأيونات الأمونيا، وغيرها؛ وقد تسبب هذه الشوائب في حدوث تآكل شديد في بعض الحالات ； 　　(3) درجة الحرارة: التآكل عبارة عن تفاعل كيميائي، ومع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، يزداد معدل التآكل بمقدار 1 إلى 3 أضعاف تقريبًا، لكن هناك استثناءات ； 　　(4) قيمة الرقم الهيدروجيني: بشكل عام، كلما كانت قيمة الرقم الهيدروجيني أقل، كان تآكل المعدن أكبر ； 　　(5) سرعة التدفق: في معظم الحالات، كلما زادت سرعة التدفق، زادت معدلات التآكل أيضًا.