تحلیل خوردگی در انتقال‌کننده‌های حرارتی نوع پوسته‌لوله‌ای

Thread Content

مواد مورد استفاده در اختلاط‌کن‌های پوسته‌لوله‌ای معمولاً شامل فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ و مس هستند. در مواردی که صفحات لوله‌های فولاد کربنی برای استفاده به عنوان خنک‌کن به کار می‌روند، جوش‌های میان صفحات لوله‌ها و لوله‌ها اغلب دچار خوردگی و نشت می‌شوند؛ مواد نشت کرده وارد سیستم آب خنک‌کن شده و باعث آلودگی محیط زیست و همچنین هدررفت مواد می‌گردند. 　　در ساخت انتقال‌کننده‌های حرارتی نوع پوسته‌لوله‌ای، جوشکاری صفحه لوله‌ها و لوله‌ها معمولاً با روش جوشکاری الکتریکی دستی انجام می‌شود؛ در این روش، در ساختار جوش‌ها نقص‌هایی به میزان‌های مختلف وجود دارد، مانند فرورفتگی، حفره‌ها، خرده‌های فلزی و غیره. همچنین توزیع تنش در جوش‌ها نیز یکنواخت نیست. هنگام استفاده، بخش پلات لوله معمولاً با آب خنک صنعتی در تماس است و ناخالصی‌ها، نمک‌ها، گازها و میکروارگانیسم‌های موجود در آب خنک صنعتی، باعث خوردگی پلات لوله و جوش‌ها می‌شوند؛ این همان چیزی است که ما آن را خوردگی الکتروشیمیایی می‌نامیم. مطالعات نشان داده‌اند که آب صنعتی، چه شیرین و چه شور، حاوی انواع یون‌ها و اکسیژن محلول است؛ در این میان، تغییرات غلظت یون‌های کلر و اکسیژن، نقش مهمی در شکل گیری فرآیند خوردگی فلزات ایفا می‌کند. علاوه بر این، میزان پیچیدگی ساختار فلزی نیز بر شکل خوردگی تأثیر می‌گذارد. بنابراین، خوردگی در جوش‌های صفحه لوله و لوله‌ها عمدتاً از نوع خوردگی سوراخی و خوردگی شکافی است. از نظر ظاهری، سطح صفحه لوله دارای مقادیر زیادی محصولات خوردگی و رسوبات است و فرورفتگی‌هایی با اندازه‌های مختلف در آن وجود دارد. هنگامی که آب دریا به عنوان محیط استفاده شود، خوردگی الکتروژوهری نیز رخ می‌دهد. خوردگی شیمیایی، همان خوردگی توسط محیط‌های شیمیایی است؛ صفحات لوله‌های انتقال حرارت با انواع مختلفی از محیط‌های شیمیایی در تماس قرار می‌گیرند و در نتیجه دچار خوردگی توسط آن محیط‌های شیمیایی می‌شوند. علاوه بر این، صفحه لوله‌های اختلاف دما نیز با لوله‌های انتقال حرارت، میزانی از خوردگی دوفلزی را تجربه می‌کند. 　　بنابر تحلیل فوق، عوامل اصلی که بر خوردگی اختلاط‌کن‌های لوله‌ای تأثیر می‌گذارند عبارتند از: (۱) ترکیب و غلظت محیط: تأثیر غلظت متفاوت است؛ به عنوان مثال، در اسیدهای نمکی، معمولاً هرچه غلظت بیشتر باشد، خوردگی شدیدتر خواهد بود. فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ در اسید سولفوریک با غلظت حدود ۵۰٪ بیشترین میزان خوردگی را دارند، اما هنگامی که غلظت به بالای ۶۰٪ افزایش می‌یابد، میزان خوردگی به طور چشمگیری کاهش می‌یابد ； 　　(۲) ناخالصی‌ها: ناخالصی‌های مضر شامل یون‌های کلر، گوگرد، سیانید و آمونیوم هستند؛ این ناخالصی‌ها در برخی شرایط می‌توانند باعث خوردگی شدید شوند ； 　　(۳) دما: خوردگی یک واکنش شیمیایی است؛ با افزایش هر ۱۰ درجه سانتی‌گراد دما، سرعت خوردگی تقریباً ۱ تا ۳ برابر می‌شود، اما استثنائاتی نیز وجود دارد ； 　　(۴) مقدار pH: به طور کلی، هرچه مقدار pH کمتر باشد، خوردگی فلز نیز بیشتر خواهد بود ； 　　(۵) سرعت جریان: در اکثر موارد، هرچه سرعت جریان بیشتر باشد، خوردگی نیز بیشتر خواهد بود.