V zásobníkoch na prúdové palivo sa zohrieva regenerovaná voda (200 ppm chloridu, pH 6) na 80 stupňov, aká minimálna stena titánu 2. stupňa zabraňuje tvorbe jamiek po 5 rokoch?

Nádrže na skladovanie leteckého paliva môžu zhromažďovať vodu na dne z kondenzácie a manipulácie s palivom. Získaná voda je vo všeobecnosti slaná (100 až 300 ppm chloridov zo vzduchu a morských zdrojov), obsahuje rozpustený kyslík a stopové uhľovodíky. Vo všeobecnosti sa vodná vrstva zahrieva na 65-80 stupňov pomocou titánových ponorných ohrievačov, aby sa zabránilo rastu mikróbov a tvorbe ľadu. Titán Grade 2 je odolný voči jamkovej korózii v chloridových roztokoch až do kritickej bodovej teploty (CPT), ktorá závisí od obsahu chloridov. Stupeň 2 je prevádzkovaný na svojom limite CPT a môže byť vystavený bodovej korózii dlhší čas pri 80 stupňoch a 200 ppm Cl⁻. Hrúbka steny poskytuje toleranciu na koróziu - jamy musia preniknúť cez celú stenu, aby spôsobili poruchu. Tento papier určuje minimálnu hrúbku steny, aby sa zabránilo jamkovej perforácii počas 5-ročnej životnosti.

200 ppm Cl{sup -} Pitting Behaviour
Koncentrácia chloridu 200 ppm (0,02 %) je mierna v porovnaní so slanou vodou (19 000 ppm) alebo soľankou. CPT 2. stupňa v 200 ppm Cl⁻ je asi 85-90 stupňov. Pri 80 stupňoch je zliatina pod CPT, a preto by za ideálnych podmienok nemalo dôjsť k vzniku jamkovej jamky. Pri prevádzke nádrží s prúdovým palivom je však efektívny CPT znížený mnohými faktormi:

Stagnujúce podmienky: Žiadny alebo nízky prietok vody spôsobuje lokálne hromadenie chloridu na povrchu ohrievača.

Ukladá sa v podmienkach podobných štrbinám{0}}v nánosoch produkovaných mikrobiálnym slizom alebo uhľovodíkovými filmami.

Tepelné cykly: Zapnutie a vypnutie ohrievača môže narušiť pasívny film.

Nízky obsah kyslíka – Biologická aktivita môže spotrebovať rozpustený kyslík a znížiť schopnosť re-pasivácie.

Skutočný CPT za týchto podmienok v teréne môže byť o 5 až 10 stupňov nižší ako hodnota získaná v laboratóriu. Pri 80 stupňoch sa však pri dlhšom vystavení (mesiace až roky) môže objaviť jamka, a to aj napriek nízkym koncentráciám chloridov v objeme.

Porovnanie miery šírenia
Akonáhle sa jamky začnú, šíria sa rýchlosťou, ktorá závisí od koncentrácie chloridu, teploty a dostupného kyslíka. Pre stupeň 2: Pri 80 stupňoch v 200 ppm Cl-:

Čas do prvej stabilnej jamy (čas začiatku jamy): 1 000 – 3 000 hodín (6 týždňov až 4 mesiace) v teréne. Za čistých laboratórnych podmienok k iniciácii vôbec nemusí dôjsť.

Rýchlosť šírenia jamiek po iniciácii: 0,05 až 0,15 mm/rok pri 80 stupňoch v 200 ppm Cl⁻. Tempo je trochu pomalé, pretože koncentrácia chloridov je nízka; Pre porovnanie, rýchlosti šírenia v slanej vode (19 000 ppm Cl-) sú 0,5 – 2,0 mm/rok.

Pre 1,65 mm rúrku steny od iniciácie jamky po perforáciu=hrúbka steny / rýchlosť šírenia=1.65 / 0.10=16.5 rokov. To však predpokladá, že jedna jama sa šíri nepretržite. V skutočnosti môže iniciovať niekoľko jamiek a rýchlosť šírenia jamiek sa môže zvyšovať s hĺbkou jamy v dôsledku lokálneho okyslenia. Odhadovaný čas od iniciácie po perforáciu je konzervatívne 8 až 12 rokov.

Hrúbka steny verzus 5-ročné prežitie
Hrúbka steny (mm) Očakávaná iniciácia jamky Čas do perforácie po iniciácii Pravdepodobnosť 5-ročného prežitia 0,9 mm Áno (1 000 – 3 000 hodín) 5 – 8 rokov 70 – 80 % (nejaká šanca)
1,2 mm Áno (1 000 až 3 000 hodín) 7-12 rokov 85-95 % 1,65 mm (BWG 14) Oneskorené, ale možné 10-15 rokov 95-99 %
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
Minimálna hrúbka steny potrebná na dosiahnutie 95%+ pravdepodobnosti bez jamkovej perforácie počas 5 rokov je 1,65 mm. Pri 1,2 mm je 5-15% šanca, že jamka, ktorá sa začne skoro, sa môže šíriť cez stenu do 5 rokov.

OHRIEVAČE VODY S NÁDRŽOU NA PALIVOVÉ PALIVO Aplikačná matrica Servisná podmienka Koncentrácia chloridov Teplota Odporúčaná hrúbka steny (2. stupeň) Očakávané 5-ročné prežitie
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
Typická nádrž na prúdové palivo (nehybná, niektoré usadeniny) 150 – 250 ppm 75 – 80 stupňov 1,65 mm 95 – 99 %
Marine environment (high chloride incursion) 200-400 ppm 80C 2.0 mm >95%
Poor maintenance (biofilms, sludge)200-300 ppm 80°C 2.0 mm + Grade 7 99%+ Any service with chlorides >500 ppm >500 ppm 80 stupňov Nie je stupeň 2; použite stupeň 7. stupeň 7 je potrebný
Praktické návrhy na použitie
V prípade 200 ppm Cl- regenerovanej vody pri 80-stupňovej skladovacej nádrži leteckého paliva nebude titánová rúrka 2. stupňa (BWG 14, minimálna hrúbka steny 1,65 mm) počas 5-ročnej životnosti s 95-99% spoľahlivosťou perforovaná. Tenšie steny (1,2 mm) môžu prežiť, ale riziko je väčšie. Nízka koncentrácia chloridov vedie k pomalému rastu jamiek (0,05 – 0,15 mm za rok) a aj keď sa jamky vytvoria, 1,65 mm stena zanechá významný bezpečnostný nárazník. Pre nádrže v pobrežných podmienkach alebo s hladinami chloridov presahujúcimi 300 ppm špecifikujte 2,0 mm stenu alebo upgradujte na stupeň 7. Pri kúpe si vyžiadajte morený povrchový lesk (odstráni znečistenie železom, ktoré by mohlo začať vytvárať jamky). Vykonajte ročnú kontrolu. Odstráňte ohrievač. Vizuálne skontrolujte jamky (10x zväčšenie). Zmerajte všetky jamy pomocou hĺbkomeru. Pri jamách s hĺbkou > 0,3 mm vymeňte ohrievač každých 5 rokov. Stupeň 2 poskytuje cenovo výhodnú a spoľahlivú službu v aplikáciách ohrevu vody v nádržiach s prúdovým palivom so správnym výberom hrúbky steny a pravidelnou kontrolou. Pre nové inštalácie špecifikujte hrúbku steny 2,0 mm alebo stupeň 7 s hrúbkou steny 1,65 mm, ak sa požaduje životnosť 10 rokov bez kontroly.