Análise da corrosão em trocadores de calor de tipo casco-tubo

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Os materiais utilizados nos trocadores de calor de tipo tubo-cápsula são, em geral, aço carbono, aço inoxidável e cobre. Nos casos em que o aço carbono é utilizado como material para as placas dos tubos, ocorrem frequentemente vazamentos devido à corrosão nas soldas entre essas placas e os tubos. Os líquidos que vazam acabam contaminando o sistema de água de resfriamento, causando desperdício de materiais. 　　Na fabricação dos trocadores de calor de tipo tubo-cápsula, a soldagem entre a placa dos tubos e os próprios tubos é geralmente feita por meio de solda por arco elétrico manual. As soldas apresentam vários tipos de defeitos, como rebaixos, bolhas de ar e resíduos metálicos. Além disso, a distribuição das tensões nas soldas também não é uniforme. Durante o uso, a parte do painel de tubos geralmente entra em contato com a água de resfriamento industrial. As impurezas, sais, gases e microrganismos presentes nessa água podem causar corrosão no painel de tubos e nas soldas, fenômeno que é conhecido como corrosão eletroquímica. Estudos mostram que a água industrial, seja ela doce ou salgada, contém vários íons e oxigênio dissolvido. As variações nas concentrações de íons de cloro e de oxigênio desempenham um papel importante na forma como ocorre a corrosão dos metais. Além disso, o grau de complexidade da estrutura metálica também afeta a forma de corrosão. Portanto, a corrosão nas soldas entre a placa de tubos e os tubos em si é principalmente causada por corrosão por cavitação e corrosão intersticial. À primeira vista, a superfície da placa de tubos apresenta muitos produtos de corrosão e depósitos, com buracos de tamanhos variados distribuídos por ela. Quando a água do mar é usada como meio, também ocorre corrosão por eletrodo par. A corrosão química é a corrosão causada por meios químicos. As placas dos tubos dos trocadores de calor entram em contato com diversos meios químicos, e por isso sofrem corrosão por esses meios químicos. Além disso, a placa dos tubos do trocador de calor também pode sofrer uma certa corrosão bimetálica em relação aos tubos de troca de calor. 　　Em resumo, os principais fatores que afetam a corrosão dos trocadores de calor de tipo tubo-cápsula são: (1) Composição e concentração do meio: o efeito da concentração varia; por exemplo, em ácidos salinos, geralmente, quanto maior a concentração, maior é a corrosão. O aço carbono e o aço inoxidável sofrem a maior corrosão em ácido sulfúrico com concentração de cerca de 50%. No entanto, quando a concentração aumenta para acima de 60%, a corrosão diminui drasticamente ； 　　(2) Impurezas: As impurezas nocivas incluem íons de cloro, íons de enxofre, íons de cianeto, íons de amônia, entre outros. Em alguns casos, essas impurezas podem causar corrosão grave ； 　　(3) Temperatura: A corrosão é uma reação química. A cada 10°C de aumento da temperatura, a velocidade de corrosão aumenta em aproximadamente 1 a 3 vezes. No entanto, existem exceções ； 　　(4) Valor de pH: Geralmente, quanto menor o valor de pH, maior é a corrosão do metal ； 　　(5) Velocidade do fluxo: Na maioria dos casos, quanto maior a velocidade do fluxo, maior também é a corrosão.