L'érosion-corrosion est le dommage couplé du récurage mécanique et de la corrosion électrochimique sur les tubes chauffants en titane. Lorsque le milieu contenant des particules solides s'écoule à grande vitesse, les particules heurtent et usent continuellement la surface du titane, dépouillant le film passif dense de dioxyde de titane. Le substrat de titane frais est exposé et rapidement corrodé par les ions halogènes présents dans le milieu. Le film protecteur ne peut pas se régénérer de manière stable sous un rinçage continu du fluide, formant des rainures directionnelles en forme de bande- et un amincissement localisé des parois, ce qui conduit finalement à une perforation et à une fuite. Cette défaillance présente des traces d'abrasion directionnelles évidentes et son taux de dommages est bien supérieur à celui d'une érosion simple ou d'une corrosion indépendante.
1. Mécanisme d’évolution des dommages couplés
Le film passif naturel de TiO₂ sur la surface du titane peut isoler la matrice des milieux corrosifs. Un fluide à grande vitesse transportant des sédiments, des scories de rouille et des impuretés dures frappe la paroi du tuyau, raclant mécaniquement la couche protectrice d'oxyde. Le métal titane nu forme directement un système de corrosion galvanique avec le milieu électrolytique et se dissout rapidement. Avant qu'un nouveau film passif complet ne se développe, l'impact ultérieur des particules pelera à nouveau le film mince nouvellement formé, formant un mode de défaillance cyclique de « endommagement du film → corrosion du substrat → échec de régénération du film ». Les piqûres de corrosion s'étendent le long de la direction d'écoulement dans de longues rainures d'érosion. Avec la perte continue de matériau, l’épaisseur de la paroi du tuyau diminue progressivement jusqu’à ce qu’une fuite pénétrante se produise. La vitesse du fluide détermine l'intensité de l'abrasion mécanique, tandis que la concentration ionique du milieu contrôle le taux de corrosion électrochimique.
2. Positions typiques sujettes à l'érosion-Corrosion
Sections de sortie des pompes avec une vitesse d'écoulement maximale et une énergie cinétique d'impact des particules ;
Arc extérieur des coudes où la direction du flux change et où les particules se concentrent pour l'impact ;
Tés, réductions et sections à expansion soudaine avec écoulement turbulent et fort affouillement des parois ;
Entrée du tuyau directement face au jet de fluide entrant ;
Des cordons de soudure et des saillies de surface qui déclenchent facilement un écoulement turbulent et une abrasion concentrée.
3. Facteurs fondamentaux accélérant l'érosion-Corrosion
Débit de fluide trop élevé conduisant à des chasses turbulentes violentes ;
Un grand nombre d'impuretés solides en suspension mélangées dans le milieu en circulation ;
Ions chlorure et fluorure dans le milieu accélérant la dissolution de la matrice de titane exposée ;
Surface rugueuse et bavures de soudure aggravant les turbulences locales et la destruction passive du film ;
Manque d'équipement de filtration frontal-pour intercepter les particules abrasives.
4. Mesures techniques complètes-de prévention et de contrôle des liens
① Installer-des dispositifs de filtrage frontal et d'élimination des scories
Bloquez les particules solides à l’entrée du système pour éliminer fondamentalement la source d’abrasion.
② Optimiser la disposition du pipeline pour éviter les changements brusques de canal d'écoulement
Adoptez des coudes à grand-rayon et des structures graduelles à diamètre variable-pour réduire l'impact turbulent.
③ Réduire correctement la vitesse d'écoulement dans la plage autorisée du processus de production
Réduisez la fréquence de fonctionnement de la pompe pour affaiblir l’énergie cinétique du fluide et la force d’impact des particules.
④ Améliorer la finition de surface par un traitement de polissage
Supprimez les bavures et les saillies pour réduire les points de fixation des turbulences et les positions endommagées du film.
⑤ Effectuer un traitement local de renforcement de surface sur les parties vulnérables
Adoptez une oxydation anodique ou un renforcement de surface pour les coudes et les entrées afin d'améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion.
5. Tableau de comparaison des effets de la prévention
表格
| Mode pipeline et traitement | Érosion-Risque de corrosion | Suggestions d'application |
|---|---|---|
| Pas de filtration + rinçage turbulent à grande vitesse- | Rainurage et pénétration directionnels rapides | Ajoutez une filtration et optimisez immédiatement la structure du pipeline |
| Interception d'impuretés frontale-+ optimisation du débit + pipeline rationalisé | Supprime considérablement la corrosion par érosion couplée | Configuration standard pour les systèmes de circulation conventionnels |
| Renforcement de surface + purification moyenne | Performances anti-abrasion et anti-corrosion stables à long terme | Option préférée pour les conditions de travail avec un milieu contenant des particules- |
Conclusion
L'érosion-corrosion des tubes chauffants en titane est causée conjointement par le récurage mécanique qui décape le film passif et par la corrosion électrochimique ultérieure du substrat exposé. Les principales idées de prévention consistent à intercepter les particules abrasives de la source, à optimiser le champ d'écoulement pour éviter un impact concentré, à réduire la vitesse d'écoulement et à éliminer les points de concentration des contraintes de surface. Grâce à la purification du milieu, à l'optimisation de la structure des pipelines et au renforcement ciblé des surfaces, les accidents de fuite soudains causés par l'érosion -corrosion peuvent être efficacement évités.
