Que tipo de corrosão localizada é particularmente provável de ocorrer no ponto de desvio de fluido em um conector de quatro vias- Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd.

I. O T de 4 vias: um nó de alto risco em sistemas de tubulação

O Encaixe em T de 4 vias , servindo como um componente central para fluxos convergentes e divergentes em redes de fluidos complexas, está sujeito a uma combinação única de estresse mecânico, dinâmica de fluidos e fatores corrosivos. Sua geometria distinta o torna um nó de alto risco em todo o sistema.

Ao contrário das seções de tubo reto, o interior de um T de 4 vias envolve a interseção violenta e curvas acentuadas de quatro canais de fluxo dentro de uma câmara central. Esta geometria interna específica, particularmente nas entradas dos ramais onde o fluido sofre uma forte mudança de direção, causa mudanças abruptas na velocidade e pressão do fluido. Consequentemente, esta geometria desencadeia tipos específicos de corrosão localizada. Estas formas localizadas apresentam taxas de corrosão significativamente mais altas do que a corrosão geral, levando facilmente à perfuração através da parede e a falhas catastróficas.

II. Tipos primários de corrosão localizada em zonas de mudança de fluxo

Nas zonas de giro de fluxo das conexões em T de 4 vias, dois dos tipos mais prevalentes e destrutivos de corrosão localizada são a corrosão acelerada por fluxo (FAC) e a corrosão-erosão.

2.1 Corrosão Acelerada por Fluxo (FAC)

2.1.1 Mecanismo Profissional da FAC

A corrosão acelerada por fluxo, às vezes historicamente, mas incorretamente, chamada de corrosão-erosão, é agora classificada de forma distinta na ciência moderna da corrosão. FAC descreve principalmente o fenômeno onde a camada protetora de óxido na superfície do metal (como magnetita no aço) é dissolvido quimicamente ou removido mecanicamente a uma taxa acelerada devido ao aumento da velocidade e turbulência do fluido, acelerando assim a corrosão do metal base.

FAC resulta da interação entre corrosão eletroquímica e dinâmica de fluidos. Seus princípios básicos são:

Controle da taxa de transferência de massa: Em soluções aquosas neutras ou fracamente alcalinas (por exemplo, água de alimentação de caldeira, condensado), a taxa de corrosão do metal é frequentemente controlada pela taxa de transferência de massa de oxigênio dissolvido ou íons hidratados para a superfície do metal. A alta turbulência dentro da zona de viragem de um T de 4 vias afina significativamente a camada de difusão superficial (Camada de Difusão Nernst).
Dissolução acelerada da camada de óxido: Fluxo de alta velocidade e alta turbulência, particularmente em água com baixo teor de oxigênio ou desoxigenada de alta pureza, acelera a dissolução da camada protetora de óxido no fluido a granel como íons solúveis.
Exposição ao Substrato: Uma vez removida a camada protetora, o metal base exposto corrói rapidamente e forma uma nova camada de óxido. Contudo, esta camada recém-formada é rapidamente dissolvida ou removida pelo fluxo acelerado. Isto forma um ciclo vicioso, levando ao rápido adelgaçamento da parede.

2.1.2 Por que os Tees de 4 vias são pontos de acesso FAC

O turning zone of a 4-Way Tee is a typical FAC hotspot because of:

Alta tensão de cisalhamento: À medida que o fluido faz uma por sua vez, tensões de cisalhamento de fluido extremamente altas são geradas no lado interno da curva (especialmente nas bordas das entradas dos ramos), atacando diretamente a camada de óxido.
Alta turbulência localizada: A turbulência localizada de alta intensidade formada por zonas de separação e recirculação de fluxo aumenta significativamente as taxas de transferência de massa, acelerando a dissolução da camada de óxido.

2.2 Erosão-Corrosão

2.2.1 Mecanismo Profissional de Erosão-Corrosão

Erosão-Corrosão refere-se especificamente ao efeito sinérgico do desgaste mecânico e da corrosão química quando o meio contém partículas sólidas (por exemplo, areia, escória, pós catalisadores). As partículas impactam a superfície do metal com alta energia cinética.

Erosão Mecânica: Partículas sólidas impactam e arrancam ou rompem a estrutura metálica, causando perda de material.
Efeito sinérgico: A erosão mecânica acelera a corrosão: os impactos das partículas não apenas removem a camada protetora de óxido, mas também expõem uma superfície metálica nova e mais ativa, fazendo com que a taxa de corrosão eletroquímica dispare. Ao mesmo tempo, a natureza solta e porosa dos produtos de corrosão torna-os mais suscetíveis à erosão e remoção pelas partículas, acelerando ainda mais o processo de erosão.

2.2.2 Pontos críticos de erosão-corrosão em T de 4 vias

Em um T de 4 vias, as áreas mais severas para erosão-corrosão são os pontos de impacto direto após a curva e a região de curvatura interna da deflexão do fluxo. Devido à inércia durante a curva, as partículas pesadas tendem a manter seu momento linear, impactando a parede interna oposta do ramo de rotação em velocidades e ângulos mais elevados.

Este fenômeno é particularmente pronunciado em sistemas que transportam lamas com alto teor de sólidos ou que operam em altas velocidades de fluxo.

III. Outros tipos de corrosão localizada

Além do FAC e da corrosão por erosão, as características geométricas dos T de 4 vias podem desencadear outras formas de corrosão localizada sob condições específicas do meio:

3.1 Corrosão em fendas

Se o T de 4 vias utilizar conexões roscadas ou juntas flangeadas, e pequenas fendas difíceis de limpar se formarem nas raízes da rosca, sob a gaxeta ou na zona de solda, poderá ocorrer corrosão nas fendas. Dentro de uma fenda confinada, a renovação de fluidos é restrita, levando a alterações localizadas nos gradientes de concentração de oxigênio, níveis de pH e concentração de íons cloreto. Isto forma uma célula de corrosão, resultando na rápida dissolução do metal dentro da fenda.

3.2 Corrosão por pite induzida por turbulência

Embora a turbulência muitas vezes iniba a corrosão geral, sob fluxo de alta turbulência e alta velocidade em meios contendo altas concentrações de íons cloreto (como a água do mar), a turbulência pode causar erosão localizada na superfície do metal, criando pequenos pontos ativos. Esses pontos são propensos a evoluir para núcleos de corrosão por pites. Depois que um poço se forma, seu mecanismo autocatalítico conduz a corrosão profundamente no material, levando eventualmente à perfuração.