En els dipòsits d'emmagatzematge de combustible a raig escalfant l'aigua recuperada (200 ppm de clorur, pH 6) a 80 graus, quina paret mínima de titani de grau 2 evita les picades després de 5 anys?

Els dipòsits d'emmagatzematge de combustible d'avió poden recollir aigua a la part inferior de la condensació i la manipulació del combustible. L'aigua recuperada és generalment salina (de 100 a 300 ppm de clorurs de l'aire i de fonts marines), inclou oxigen dissolt i traces d'hidrocarburs. En general, la capa d'aigua s'escalfa a 65-80 graus amb escalfadors d'immersió de titani per evitar el creixement microbià i la formació de gel. El titani de grau 2 és resistent a la picada en solucions de clorur fins a una temperatura crítica de picat (CPT) que depèn del contingut de clorur. El grau 2 funciona al seu límit CPT i pot patir picats durant períodes prolongats de temps a 80 graus i 200 ppm de Cl⁻. El gruix de la paret proporciona una tolerancia a la corrosió: les fosses han de permear tota la paret per provocar una fallada. Aquest document determina el gruix mínim de la paret per evitar la perforació de picades durant una vida útil de 5 anys.

200 ppm Cl{sup -} Comportament de picadura
Una concentració de clorur de 200 ppm (0,02%) és modesta en comparació amb l'aigua salada (19.000 ppm) o la salmorra. El CPT de grau 2 en 200 ppm Cl⁻ és d'uns 85-90 graus. A 80 graus, l'aliatge està per sota del seu CPT i, per tant, en condicions ideals, no s'hauria d'iniciar la picada. No obstant això, en el servei del dipòsit de combustible d'avions, el CPT efectiu es redueix per molts factors:

Condicions d'estancament: el flux d'aigua nul o baix provoca una acumulació local de clorur a la superfície de l'escalfador.

Dipòsits en condicions semblants a les escletxes-en dipòsits produïts per llim microbiana o pel·lícules d'hidrocarburs.

Cicle tèrmic: encendre i apagar l'escalfador pot interrompre la pel·lícula passiva.

Baix oxigen: l'activitat biològica pot consumir oxigen dissolt i reduir la capacitat de re{0}}passivació.

El CPT real en aquestes condicions de camp pot ser de 5 a 10 graus inferior al valor obtingut al laboratori. No obstant això, a 80 graus es poden produir picades en exposició prolongada (mesos a anys) malgrat les baixes concentracions de clorur a granel.

Comparació de taxes de propagació
Una vegada que comencen les fosses, es propaguen a una velocitat que depèn de la concentració de clorur, la temperatura i l'oxigen disponible. Per al grau 2: a 80 graus en 200 ppm de Cl-:

Temps fins a la primera fossa estable (hora d'inici de la fossa): 1.000-3.000 hores (de 6 setmanes a 4 mesos) en circumstàncies de camp. En circumstàncies de laboratori netes, la iniciació pot no succeir en absolut.

Velocitat de propagació de la fossa després de l'inici: 0,05 a 0,15 mm/any a 80 graus en 200 ppm de Cl⁻. El ritme és una mica lent, ja que la concentració de clorur és baixa; Per comparar, les taxes de propagació a l'aigua salada (19.000 ppm Cl-) són de 0,5-2,0 mm/any.

Durant un temps de tub de paret d'1,65 mm des de l'inici de la fossa fins a la perforació=gruix de la paret / velocitat de propagació=1.65 / 0.10=16.5 anys. Això suposa, però, que una única fossa es propaga contínuament. De fet, es poden iniciar diverses fosses i la velocitat de propagació de les fosses pot augmentar amb la profunditat de la fossa a causa de l'acidificació local. El temps estimat des de l'inici fins a la perforació és conservadora de 8 a 12 anys.

Gruix de paret versus supervivència de 5 anys
Gruix de la paret (mm) Iniciació de la fossa prevista Temps fins a la perforació després de l'inici Probabilitat de supervivència a 5 anys 0,9 mm Sí (1.000-3.000 hores) 5-8 anys 70-80% (alguna possibilitat de)
1,2 mm Sí (1.000 a 3.000 hores) 7-12 anys 85-95% 1,65 mm (BWG 14) Amb retard, però possible 10-15 anys 95-99%
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
El gruix de paret mínim necessari per aconseguir un 95% de probabilitat de no perforar-se durant 5 anys és d'1,65 mm. A 1,2 mm, hi ha un 5-15% de possibilitats que una fossa que s'inicia aviat es propagui a través de la paret en 5 anys.

ESCALFADORS D'AIGUA DEL DIPOSITIU DE COMBUSTIBLE JET Matriu d'aplicació Condició de servei Concentració de clorur Temperatura Gruix de paret recomanat (Grau 2) Supervivència prevista de 5 anys
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
Dipòsit de combustible d'avions típic (estancat, alguns dipòsits) 150-250 ppm 75-80 graus 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 graus No grau 2; utilitzar Grau 7 Grau 7 necessari
Suggeriments pràctics d'ús
En una situació d'aigua recuperada de 200 ppm de Cl- a un dipòsit d'emmagatzematge de combustible a 80 graus, un tub de titani de grau 2 (BWG 14, gruix de paret mínim 1,65 mm) no es perforarà en una vida útil de 5 anys amb un 95-99% de confiança. Les parets més primes (1,2 mm) poden sobreviure, però el risc és més gran. La baixa concentració de clorur condueix a unes taxes de creixement lentas (0,05-0,15 mm per any) i fins i tot si es formen fosses, una paret d'1,65 mm deixa un important amortidor de seguretat. Per als dipòsits en condicions costaneres o amb nivells de clorur superiors a 300 ppm, especifiqueu una paret de 2,0 mm o actualitzeu-los al grau 7. Demaneu poliment de superfícies en vinagre a la compra (elimina la contaminació per ferro que podria començar a picar). Realitzar una inspecció anual. Traieu l'escalfador. Inspeccioneu visualment si hi ha fosses (augment de 10x). Mesureu qualsevol fossa amb un mesurador de profunditat. Per a fosses > 0,3 mm de profunditat, substituïu l'escalfador cada 5 anys. El grau 2 ofereix un servei rendible i fiable en aplicacions d'escalfament d'aigua del dipòsit de combustible per a avions amb una selecció adequada del gruix de la paret i una inspecció periòdica. Per a instal·lacions noves, especifiqueu un gruix de paret de 2,0 mm o Grau 7 amb paret d'1,65 mm, si es desitja una vida útil de 10 anys sense inspecció.