A héjas-és-csöves hőcserélőkben vagy a merülő kötegfűtőkben, ahol a gőz lecsapódik a titáncsövek külső oldalán, a kondenzátumréteg helyi korrózió forrásává válhat. A gőzoldali gödrösödést gyakran a kondenzátumfilmben koncentrálódó szennyeződések, az oxigén, a kloridok vagy a gőzrendszer szennyeződéséből származó kis-molekula-súlyú szerves savak okozzák. Ellentétben a folyadék oldallal (folyamatfolyadék), a gőz oldalon folyamatos kondenzációs és párolgási ciklusok zajlanak, amelyek az agresszív anyagokat a cső felületén koncentrálják. A falvastagság megválasztása közvetlenül befolyásolja, hogy a cső mennyi ideig ellenáll a gödörbe való behatolásnak. A vastagságnak az optimális értéket meghaladó növelése azonban csökkenti a megtérülést, miközben növeli az anyagköltséget és a hőállóságot. Az optimális falvastagság kiegyensúlyozza a gödrök keletkezésének megakadályozását (a vastagabb falak hosszabb ideig ellenállnak a fal behatolása miatt) a gyakorlati tervezési korlátokkal.

Kondenzátum{0}}gödrösödésének mechanizmusa titánon

Amikor a tiszta gőz 120-160 fokos titáncsövön kondenzálódik, a kondenzátum kezdetben nagyon alacsony vezetőképességű desztillált víz. A gőzrendszerek azonban gyakran tartalmaznak kazánvízkezelésből származó nátrium-foszfátot, aminokat vagy kloridnyomokat. A páralecsapódás során a nem{5}}illékony szennyeződések felhalmozódnak a vékony kondenzátumfilmben. A beszivárgásból elnyelt oxigén tovább gyorsítja a katódos reakciókat. A titán passzív fólia tiszta kondenzátumban stabil marad. Ám amikor a filmben a klorid koncentrációja meghaladja a 100–200 ppm-et, és a helyi pH lecsökken (a titánionok hidrolízise vagy a savképző szennyeződések következtében), akkor lyukképződés indul meg. Mindegyik gödör a helyi kémia és a cső hőmérséklete által meghatározott sebességgel terjed. Amint egy gödör áthatol a falon, gőz szivárog a folyadék oldalára, ami a folyamat szennyeződését és a fűtés meghibásodását okozza.

A falvastagság és a gödör behatolási ideje közötti mennyiségi kapcsolat

A gőzoldali kondenzátumot 50 ppm Cl⁻-mal, 100 ppb oldott oxigénnel, 130 fokos csőfelületi hőmérsékleten szimuláló laboratóriumi vizsgálatok a következő gödörterjedési sebességeket állapították meg a 2. fokozatú titán esetében:

Falvastagság 0,7 mm: A gödör beindítási ideje 500–800 óra. A gödör terjedési sebessége 0,03 mm/óra, miután elindították. A behatolásig eltelt teljes idő 700–1100 óra (1–1,5 hónap). Nem alkalmas folyamatos gőzszolgálatra.

Falvastagság 1,0 mm: A gödör beindítási ideje 800–1200 óra. Terjedési sebesség 0,025 mm/óra. Teljes behatolási idő 1200–1600 óra (2–2,5 hónap). Szezonális működés határértéke.

Falvastagság 1,2 mm (ipari szabvány): A gödör beindítási ideje 1000–1500 óra. Terjedési sebesség 0,020 mm/óra. Teljes behatolási idő 1600–2100 óra (2,5–3 hónap). Elfogadható tiszta gőz esetén negyedéves ellenőrzéssel.

Falvastagság 1,5 mm: A gödör beindítási ideje 1200–1800 óra. Terjedési sebesség 0,018 mm/óra. Teljes behatolási idő 2500-3200 óra (4-5 hónap). Folyamatos működéshez preferált.

Falvastagság 2,0 mm: A gödör beindítási ideje 1500–2200 óra. Terjedési sebesség 0,015 mm/óra. Teljes behatolási idő 4000-5000 óra (6-8 hónap). Meghosszabbított élettartam, de nagyobb költség és hőállóság.

Optimális falvastagság kiválasztási útmutató

A következő táblázat döntési keretet ad a gőzoldali titáncső falvastagságának kiválasztásához a gőz minősége, a kondenzátum kémiája és a kívánt szervizintervallum alapján:

Mérnöki tervezés egyedül a falvastagságon túl

A falvastagság nem akadályozza meg a gödör keletkezését; csak késlelteti a behatolást. Az iniciálási gyakoriság csökkentése érdekében ellenőrizze a gőz minőségét: tartsa 5 ppm alatt a kazánvíz kloridtartalmát, használjon hatékony gőzleválasztókat, és ellenőrizze a kondenzátum vezetőképességét. A cső anyagminősége is számít: A 7-es fokozatú titán (0,15% Pd) 100 ppm-ről 500 ppm-re emeli a kritikus kloridkoncentrációt a gödör iniciálásához, lehetővé téve, hogy a vékonyabb falak (1,0 mm) ugyanolyan élettartamot érjenek el, mint a 1,5 mm-es 2. fokozat. A cső tájolása befolyásolja a kondenzvíz elvezetését; A függőleges csövek gyorsabban ürítik le a kondenzátumot, csökkentve a film vastagságát és a szennyeződések koncentrációját a vízszintes csövekhez képest. Végül az időszakos gőz{11}}oldali tisztítás (vízöblítés vagy enyhe savas öblítés) eltávolítja a felgyülemlett szennyeződéseket, és 2-3-szorosára meghosszabbítja a gödörmentes élettartamot.

Tájékozott specifikáció készítése

Gőz--folyékony titáncsöves csőkötegű fűtőberendezés meghatározásakor{1}} kérjen gőztisztasági elemzést, beleértve a kloridokat, az oxigént és a pH-t. 10 ppm alatti kloridszint esetén adjon meg 2. fokozatú titánt 1,0–1,2 mm falvastagsággal. 20–50 ppm közötti kloridszint esetén adjon meg 1,5 mm-es Grade 2-t vagy 1,0 mm-es Grade 7-et. 50 ppm feletti kloridszint esetén adja meg a Grade 7-et 1,2 mm-es falvastagsággal, vagy fontolja meg az upstream gőztisztító rendszert. A beszerzési specifikációba foglaljon bele egy olyan követelményt, amely szerint a csövek felületi vasszennyeződéstől mentesek (ASTM A380 szerinti teszt), mivel a beágyazott vasrészecskék gödör iniciációs helyként működnek. Működés közben szereljen fel kondenzvíz vezetőképesség-ellenőrzőt a gőzkimenetre; a 2 µS/cm feletti emelkedés azt jelzi, hogy a kazán beállítását igénylő szennyeződések átvitele szükséges. Ha az optimális falvastagságot a kondenzátum kémiája alapján választja ki, nem pedig azt, hogy a vastagabb mindig jobb, a mérnök egyensúlyban tartja a költségeket, a hőteljesítményt és a gőz{22}}oldalsó gödrösödéssel szembeni ellenállását.