Эрозионная коррозия , также известная как ударное повреждение, представляет собой комбинированный эффект коррозии и эрозии, вызванный быстрым течением турбулентной воды . Это, вероятно, вторая по частоте причина отказов медных труб после питтинга типа 1, который также известен как точечная коррозия медной трубы в холодной воде .
Медные водопроводные трубы Медные трубы использовались для распределения питьевой воды внутри зданий в течение многих лет, и каждый год по всей Европе прокладываются сотни миль . Длительный срок службы меди при воздействии природных вод является результатом ее термодинамической стабильности, ее высокой устойчивости к реакции с окружающей средой и образования нерастворимых продуктов коррозии, которые изолируют металл от окружающей среды. Скорость коррозии меди в большинстве питьевых вод составляет менее 2,5 мкм / год, при такой скорости 15-миллиметровая трубка с толщиной стенки 0,7 мм прослужит около 280 лет. В некоторых мягких водах общая скорость коррозии может увеличиваться до 12,5 мкм / год, но даже при такой скорости для перфорирования той же трубы потребуется более 50 лет.
Вхождение
Если общая скорость воды или степень локальной турбулентности в установке высоки, защитная пленка, которая обычно образуется на медной трубе в результате незначительной начальной коррозии, может быть локально оторвана с поверхности, что приведет к дальнейшей коррозии. место в этой точке. Если этот процесс будет продолжаться, он может вызвать глубокое локальное повреждение, известное как эрозионно-коррозионное повреждение или повреждение от удара. Фактическое воздействие на металл происходит в результате коррозионного воздействия воды, воздействию которой он подвергается, в то время как эрозионный фактор - это механическое удаление продуктов коррозии с поверхности.
Атака соударением приводит к появлению очень характерных ям, вытесненных водой, которые часто имеют форму подковы, или могут образовывать более широкие области атаки. Передний край ямы часто подрезается вихревым действием воды. Обычно поверхность металла внутри ямок или зон воздействия гладкая и не содержит значительных продуктов коррозии. Известно, что эрозионная коррозия возникает в системах распределения горячей воды с насосной циркуляцией и даже в системах распределения холодной воды, если скорость воды слишком высока. Факторы, влияющие на атаку, включают химический характер воды, проходящей через систему, температуру, среднюю скорость воды в системе и наличие каких-либо местных особенностей, которые могут вызвать турбулентность в потоке воды.
Необычно, чтобы общая скорость воды в системе была настолько высокой, что ударная атака происходит по всему медному трубопроводу. Чаще всего скорость достаточно мала для того, чтобы удовлетворительные защитные пленки формировались и оставались на месте на большей части системы, при этом повреждение от удара более вероятно, когда есть резкое изменение направления потока воды, вызывающее высокая степень турбулентности, например, на тройниках и угловых фитингах. Обычно не осознается, насколько большое влияние небольшие препятствия могут иметь на структуру потока воды в системе трубопроводов и в какой степени они могут вызвать турбулентность и вызвать коррозию-эрозию. Например, очень важно, насколько это возможно, обеспечить снятие заусенцев с медных трубок, обрезанных труборезом, перед выполнением соединения. Также зазор между концом трубы и упором в фитинге из-за того, что трубка не обрезана до нужной длины и полностью вставлена в гнездо фитинга, также может вызвать турбулентность в потоке воды.
Рекомендации
Скорость ударного воздействия на медь также в некоторой степени зависит от температуры воды. Максимальные скорости для пресной воды при различных температурах, рекомендованные в Швеции , приведены в таблице ниже. Эти цифры относятся к газированной воде с pH не менее 7.
Рекомендуемые максимальные скорости воды при различных температурах для меди (м / с)
10 ° C | 50 ° С | 70 ° С | 90 ° С | |
---|---|---|---|---|
Для труб, которые можно заменить: | 4.0 | 3.0 | 2,5 | 2.0 |
Для труб, которые не подлежат замене: | 2.0 | 1.5 | 1.3 | 1.0 |
Для коротких соединений с ответвителями и т. Д. §: | 16.0 | 12.0 | 10.0 | 8.0 |
§ Эти скорости создают риск столкновения и приемлемы только для соединений с малым диаметром отверстия к кранам, промывочным цистернам и т. Д., Через которые поток воды является прерывистым.
BS 6700 дает следующие максимальные скорости воды, хотя отмечает, что они в настоящее время исследуются, и указанные скорости будут изменены, если этого потребуют результаты этого исследования.
Температура воды ° C | Максимальная скорость воды (м / с) |
---|---|
10 | 3.0 |
50 | 3.0 |
70 | 2,5 |
90 | 2.0 |
Минимальная скорость воды, при которой медные трубы подвергаются ударному воздействию, также в некоторой степени зависит от состава воды. Агрессивные воды, которые имеют тенденцию быть медно-растворяющими, с наибольшей вероятностью могут вызвать ударную атаку. Установки в больших зданиях, где скорость потока может быть высокой, а вода находится в непрерывной циркуляции, гораздо более подвержены атакам, чем обычные бытовые установки. Высокое содержание минералов или pH ниже 7, вероятно, увеличивают вероятность возникновения коррозии и эрозии, в то время как положительный индекс Ланжелье и, как следствие, тенденция к отложению отложений карбоната кальция, как правило, полезны. Наличие или отсутствие коллоидного органического вещества также, вероятно, имеет некоторое значение.
Меры по исправлению положения при столкновении включают модификации системы для снижения средней скорости воды, например, путем использования труб большего диаметра или, при необходимости, для снижения скорости насоса и / или изменения конструкции соответствующей части установки, чтобы устранить причину возникновения неисправности. местная турбулентность, например, при использовании медленных или пологих изгибов и тройников вместо колен и квадратных тройников. Важно свести к минимуму возможность возникновения любой локальной турбулентности, обеспечив снятие заусенцев с концов труб, обрезанных резаком для труб, и чтобы трубки были полностью вставлены до упоров в фитинге до того, как будут выполнены соединения, как упоминалось ранее в эта секция. В некоторых случаях, когда вышеуказанные подходы невозможны, длина затронутой медной трубки иногда может быть заменена материалами, более устойчивыми к коррозии и эрозии, например медно-никелевым сплавом 90/10 (обозначение BS CN102) с использованием соответствующих фитингов или нержавеющей стали. согласно BS 4127: 1994.
Смотрите также
Внешние ссылки
- Эрозионная коррозия от Corrosion Testing Laboratories, Inc.
- Коррозия медных труб Теория и механизмы коррозии медных труб