Η γαλβανική διάβρωση είναι μια συνηθισμένη ηλεκτροχημική αστοχία όταν οι σωλήνες θέρμανσης 316 συναρμολογούνται με ανόμοια μεταλλικά εξαρτήματα. Εμφανίζεται όταν δύο μέταλλα με διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων συνδέονται ηλεκτρικά και βυθίζονται σε αγώγιμο διαβρωτικό μέσο. Το μέταλλο με χαμηλότερο δυναμικό λειτουργεί ως άνοδος και διαλύεται με επιταχυνόμενο ρυθμό, ενώ η κάθοδος υψηλότερου δυναμικού προστατεύεται. Αυτή η διάβρωση εξελίσσεται πολύ πιο γρήγορα από την ανεξάρτητη ομοιόμορφη διάβρωση και συχνά προκαλεί ταχεία διάτρηση των αρμών σωλήνων θέρμανσης μέσα σε σύντομο κύκλο λειτουργίας.
1. Βασικός Ηλεκτροχημικός Μηχανισμός
Διαφορετικά μεταλλικά υλικά έχουν σταθερά φυσικά δυναμικά ηλεκτροδίων σε υγρό ηλεκτρολύτη όπως νερό και διάλυμα οξέος. Όταν δύο μέταλλα στερεώνονται μεταξύ τους μέσω μπουλονιών, συγκόλλησης ή άμεσης επαφής, σχηματίζεται αυτόματα ένα κλειστό γαλβανικό στοιχείο. Το υλικό με περισσότερο αρνητικό δυναμικό χάνει ηλεκτρόνια και διαλύεται συνεχώς, υφίσταται σοβαρή τοπική διάβρωση κοντά στη διεπαφή επαφής. το μέταλλο με θετικό δυναμικό λαμβάνει ηλεκτρόνια και δεν θα διαβρωθεί σημαντικά. Ακόμη και μια μικροσκοπική περιοχή ανόδου σε συνδυασμό με μια μεγάλη επιφάνεια καθόδου θα οδηγήσει σε εξαιρετικά γρήγορη διείσδυση του ασθενέστερου μεταλλικού στοιχείου.
2. Τυπικά αταίριαστα ζεύγη υλικών και αποτελέσματα διάβρωσης
316 Ανοξείδωτο ατσάλι + Ανθρακούχο ατσάλι στηρίγματα/ΦωτιστικάΟ ανθρακούχο χάλυβας έχει πολύ μικρότερο δυναμικό από το 316. Το πλαίσιο στήριξης από ανθρακούχο χάλυβα διαβρώνεται γρήγορα και σκουριάζει μαζικά και τα προϊόντα σκουριάς εναποτίθενται στην επιφάνεια του σωλήνα θέρμανσης για να προκαλέσουν δευτερεύουσα διάβρωση στο 316. Σε σοβαρές περιπτώσεις, η διαστολή σκουριάς πιέζει και καταστρέφει το σώμα του σωλήνα.
316 + Συνήθη χάλκινα εξαρτήματαΟ χαλκός είναι καθοδικός σε σχέση με τον ανοξείδωτο χάλυβα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας κοντά στη θέση επαφής γίνεται η άνοδος και κατά προτίμηση διαβρώνεται, με κοιλώματα συγκεντρωμένα ακριβώς στην άρθρωση.
316 + Εξαρτήματα στήριξης από αλουμίνιοΤο αλουμίνιο είναι ισχυρά ανοδικό και θα διαβρωθεί και θα κονιοποιηθεί γρήγορα, θα πέσει και θα χάσει το αποτέλεσμα στερέωσης και οι ακαθαρσίες ιόντων αλουμινίου μολύνουν το υγρό της διεργασίας.
316 + Λανθασμένη σύνδεση σωλήνα τιτανίουΤο τιτάνιο έχει υψηλότερο δυναμικό από το 316 σε χλωριούχο μέσο, επομένως ο σωλήνας θέρμανσης 316 χρησιμεύει ως άνοδος και υφίσταται επιταχυνόμενη διάβρωση στο σημείο συγκόλλησης ή επαφής.
3. Βασικοί παράγοντες που επιταχύνουν τη γαλβανική διάβρωση
Μεγαλύτερη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο υλικών → υψηλότερο ρεύμα διάβρωσης και μεγαλύτερη ταχύτητα χάραξης.
Μεγαλύτερη περιοχή καθόδου έναντι μικροσκοπικής περιοχής επαφής ανόδου → εξαιρετικά σοβαρή τοπική βλάβη ανόδου.
Υψηλότερη θερμοκρασία μέσου και συγκέντρωση χλωρίου → βελτιωμένη αγωγιμότητα ηλεκτρολυτών, εντατικοποίηση της ηλεκτροχημικής αντίδρασης.
Οι ρωγμές στα κενά συναρμολόγησης παγιδεύουν διαβρωτικά ιόντα, σχηματίζοντας κύτταρα απόφραξης για περαιτέρω επιτάχυνση της διάβρωσης.
4. Μέτρα Πρόληψης Πρακτικής Μηχανικής
① Δώστε προτεραιότητα στην αντιστοίχιση ομοιογενών υλικών
Οι φλάντζες στερέωσης, οι βραχίονες, τα μπουλόνια σύνδεσης και οι αρμοί σωλήνων θα πρέπει να υιοθετούν όλα από ανοξείδωτο χάλυβα 316 ή 316L για να εξαλείψουν ουσιαστικά τη διαφορά δυναμικού, που είναι η πιο αξιόπιστη λύση.
② Προσθέστε μονωτική μόνωση μεταξύ ανόμοιων μετάλλων
Τοποθετήστε μη αγώγιμα παρεμβύσματα από PTFE, καουτσούκ ή PFA μεταξύ δύο διαφορετικών μετάλλων. χρησιμοποιήστε πλαστικά μανίκια στις θέσεις των μπουλονιών για να κόψετε τα κανάλια ηλεκτρικής αγωγιμότητας και να σπάσετε τον γαλβανικό βρόχο.
③ Αποφύγετε τον παράλογο σχεδιασμό αναλογίας περιοχής
Εάν η ανόμοια μεταλλική σύνδεση είναι αναπόφευκτη, βεβαιωθείτε ότι το τμήμα ανόδου που διαβρώνεται εύκολα έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής, μειώστε την αναλογία περιοχής καθόδου-προς-ανόδου για να επιβραδύνετε τον ρυθμό διάβρωσης.
④ Βελτιστοποιήστε τη δομή για να αποτρέψετε τη συγκράτηση του μέσου
Σφραγίστε τα κενά συναρμολόγησης με στεγανωτικό για να αποφύγετε τη συσσώρευση ηλεκτρολύτη στις σχισμές επαφής, αφαιρώντας το βασικό περιβάλλον που απαιτείται για τα γαλβανικά στοιχεία.
⑤ Καθοδική προστασία για απαραίτητες μικτές κατασκευές
Για εξοπλισμό που δεν μπορεί να τροποποιηθεί δομικά, εγκαταστήστε θυσιαστικά μπλοκ ανόδου (μπλοκ ψευδάργυρου ή μαγνησίου) στη δεξαμενή για να αντέχουν τη διάβρωση αντί για το συγκρότημα θέρμανσης.
5. Διάκριση από άλλους τύπους διάβρωσης
Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει πάντα στο όριο επαφής δύο μετάλλων, με εμφανή επιλεκτικότητα θέσης. Η διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές προέρχεται από ελαττώματα και εξαρτήματα ενός υλικού, χωρίς να βασίζεται σε ανόμοιο ζεύγος μετάλλων.
表格
| Ασυμβίβαστος συνδυασμός | Διαβρωμένο τμήμα προτεραιότητας | Κύριο Σχέδιο Βελτίωσης |
|---|---|---|
| 316 + Ανθρακούχο χάλυβα | Αξεσουάρ από ανθρακούχο χάλυβα | Χρησιμοποιήστε στηρίγματα 316 + μονωτικά παρεμβύσματα |
| 316 + Χαλκός | 316 σύνδεσμος σωλήνα θέρμανσης | Απομονώστε με διαχωριστικό PTFE |
| 316 + Τιτάνιο | 316 σώμα σωλήνα | Αποφύγετε αυστηρά την απευθείας ηλεκτρική σύνδεση |
Σύναψη
Οι αστοχίες γαλβανικής διάβρωσης προκαλούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την παραμέληση της αντιστοίχισης του δυναμικού υλικού στη δομική συναρμολόγηση. Η τυποποίηση του ζεύγους υλικών και η προσθήκη μονωτικού διαχωρισμού μπορεί να αποκόψει εντελώς το κύκλωμα γαλβανικής διάβρωσης, εξαλείφοντας αυτόν τον τύπο ζημιάς στον εξοπλισμό από την πηγή.
