في صهاريج تخزين وقود الطائرات، يتم تسخين المياه المستردة (200 جزء في المليون من الكلوريد، الرقم الهيدروجيني 6) إلى 80 درجة، ما هو الحد الأدنى لجدار التيتانيوم من الدرجة الثانية الذي يمنع الحفر بعد 5 سنوات؟

يمكن لصهاريج تخزين وقود الطائرات جمع المياه في الأسفل من التكثيف والتعامل مع الوقود. وتكون المياه المستردة عمومًا مالحة (100 إلى 300 جزء في المليون من الكلوريدات من المصادر الجوية والبحرية)، وتتضمن الأكسجين المذاب والهيدروكربونات النزرة. بشكل عام، يتم تسخين طبقة الماء إلى 65-80 درجة باستخدام سخانات غاطسة من التيتانيوم لمنع نمو الميكروبات وتكوين الجليد. التيتانيوم من الدرجة 2 مقاوم للتنقر في محاليل الكلوريد حتى درجة حرارة التنقر الحرجة (CPT) والتي تعتمد على محتوى الكلوريد. يتم تشغيل الدرجة 2 عند حد CPT الخاص بها وقد تخضع للتنقر لفترات طويلة عند 80 درجة و200 جزء في المليون Cl⁻. سمك الجدار يعطي فرصة للتآكل - يجب أن تتخلل الحفر الجدار بأكمله لتسبب الفشل. تحدد هذه الورقة الحد الأدنى لسمك الجدار لتجنب حدوث انثقاب طوال فترة الخدمة البالغة 5 سنوات.

200 جزء في المليون Cl{sup -} سلوك التنقر
يعتبر تركيز الكلوريد 200 جزء في المليون (0.02%) متواضعًا مقارنة بالمياه المالحة (19000 جزء في المليون) أو الماء المالح. تبلغ قيمة CPT من الدرجة الثانية في 200 جزء في المليون Cl⁻ حوالي 85-90 درجة. عند 80 درجة، تكون السبيكة أقل من CPT، وبالتالي، في ظل الظروف المثالية، لا ينبغي أن يبدأ التنقر. ومع ذلك، في خدمة خزان وقود الطائرات، يتم تقليل CPT الفعال بعدة عوامل:

الظروف الراكدة: يؤدي عدم تدفق المياه أو انخفاضه إلى تراكم الكلوريد المحلي على سطح السخان.

تشبه شقوق الرواسب-الظروف الموجودة تحت الرواسب الناتجة عن الوحل الميكروبي أو الأغشية الهيدروكربونية.

التدوير الحراري: قد يؤدي تشغيل المدفأة وإيقاف تشغيلها إلى تعطيل الفيلم السلبي.

انخفاض الأكسجين - يمكن أن يستهلك النشاط البيولوجي الأكسجين المذاب ويقلل القدرة على إعادة التنشيط.

قد تكون قيمة CPT الفعلية في ظل هذه الظروف الميدانية أقل بمقدار 5 إلى 10 درجات من القيمة التي تم الحصول عليها في المختبر. ومع ذلك، عند 80 درجة قد يحدث تأليب عند التعرض لفترة طويلة (أشهر إلى سنوات) على الرغم من انخفاض تركيزات الكلوريد.

مقارنة معدلات الانتشار
بمجرد أن تبدأ الحفر، فإنها تنتشر بمعدل يعتمد على تركيز الكلوريد ودرجة الحرارة والأكسجين المتاح. للصف الثاني: عند 80 درجة في 200 جزء في المليون Cl-:

الوقت اللازم للوصول إلى الحفرة المستقرة الأولى (وقت بدء الحفرة): 1000-3000 ساعة (6 أسابيع إلى 4 أشهر) في الظروف الميدانية. في ظل ظروف المختبر النظيفة قد لا يحدث البدء على الإطلاق.

معدل انتشار الحفرة بعد البدء: 0.05 إلى 0.15 ملم/سنة عند 80 درجة في 200 جزء في المليون Cl⁻. الوتيرة بطيئة إلى حد ما، حيث أن تركيز الكلوريد منخفض؛ للمقارنة، تبلغ معدلات الانتشار في المياه المالحة (19000 جزء في المليون Cl-) 0.5-2.0 ملم/سنة.

لمدة أنبوب جداري 1.65 مم من بداية الحفرة إلى الثقب=سمك الجدار / معدل الانتشار=1.65 / 0.10=16.5 سنة. ومع ذلك، يفترض هذا وجود حفرة واحدة تنتشر بشكل مستمر. في الواقع، يمكن أن تبدأ عدة حفر ويمكن أن يزيد معدل انتشار الحفر مع عمق الحفرة بسبب التحمض المحلي. الوقت المقدر من البداية إلى الثقب هو بشكل متحفظ من 8 إلى 12 سنة.

سمك الجدار مقابل البقاء لمدة 5 سنوات
سمك الجدار (مم) المتوقع وقت بدء الحفرة حتى الثقب بعد البدء احتمال البقاء لمدة 5 سنوات 0.9 مم نعم (1000-3000 ساعة) 5-8 سنوات 70-80% (بعض احتمالات)
1.2 ملم نعم (1000 إلى 3000 ساعة) 7-12 سنة 85-95% 1.65 ملم (BWG 14) متأخر، لكن ممكن 10-15 سنة 95-99%
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
الحد الأدنى لسمك الجدار المطلوب لتحقيق 95%+ احتمال عدم حدوث ثقب على مدى 5 سنوات هو 1.65 ملم. عند 1.2 ملم، هناك احتمال بنسبة 5-15% أن الحفرة التي تبدأ مبكرًا قد تنتشر عبر الجدار خلال 5 سنوات.

سخانات المياه في خزان الوقود النفاث، مصفوفة التطبيق، حالة الخدمة، تركيز الكلوريد، درجة الحرارة، سمك الجدار الموصى به (الدرجة 2)، البقاء المتوقع لمدة 5 سنوات
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
خزان وقود الطائرات النموذجي (راكد، بعض الرواسب) 250-150 جزء في المليون 80-75 درجة 1.65 ملم 99-95%
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 جزء في المليون 80 درجة ليس من الدرجة 2؛ استخدم الصف 7 الصف 7 ضروري
اقتراحات الاستخدام العملي
في 200 جزء في المليون من الكلور- الماء المستعاد عند 80 درجة خزان وقود الطائرات، لن يتم ثقب أنبوب التيتانيوم من الدرجة الثانية (BWG 14، الحد الأدنى لسمك الجدار 1.65 مم) خلال فترة خدمة تبلغ 5 سنوات بثقة 95-99%. قد تبقى الجدران الرقيقة (1.2 ملم) على قيد الحياة، لكن الخطر أكبر. يؤدي انخفاض تركيز الكلوريد إلى تباطؤ معدلات نمو الحفر (0.05-0.15 ملم سنويًا) وحتى إذا تشكلت الحفر، فإن الجدار الذي يبلغ سمكه 1.65 ملم يترك حاجز أمان كبير. بالنسبة للخزانات الموجودة في الظروف الساحلية أو التي تزيد مستويات الكلوريد فيها عن 300 جزء في المليون، حدد جدارًا بسمك 2.0 مم أو قم بالترقية إلى الدرجة 7. اطلب طلاء السطح المخلل عند الشراء (يزيل تلوث الحديد الذي قد يبدأ بالتنقر). إجراء فحص سنوي. قم بإزالة السخان. فحص بصريا للحفر (10X التكبير). قم بقياس أي حفر باستخدام مقياس العمق. بالنسبة للحفر التي يزيد عمقها عن 0.3 مم، استبدل السخان كل 5 سنوات. توفر الدرجة 2 خدمة فعالة من حيث التكلفة وموثوقة في تطبيقات تسخين المياه في خزان وقود الطائرات مع اختيار مناسب لسمك الجدار والفحص الدوري. بالنسبة للتركيبات الجديدة، حدد سماكة الجدار 2.0 مم أو الدرجة 7 بجدار 1.65 مم، إذا كنت ترغب في العمر الافتراضي لمدة 10 سنوات دون فحص.