Σε δεξαμενές βιομηχανικής αντίδρασης, συστήματα θέρμανσης αγωγών και γραμμές παραγωγής ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, εγκαθίστανται συχνά σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 μαζί με βραχίονες από ανθρακούχο χάλυβα, συνηθισμένα εξαρτήματα από χυτοσίδηρο, αγώγιμα εξαρτήματα από χαλκό και άλλα μεταλλικά εξαρτήματα. Όταν δύο ανόμοια μέταλλα με διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων βυθίζονται σε αγώγιμα ηλεκτρολυτικά μέσα, όπως λύματα, διάλυμα επιμετάλλωσης και νερό που κυκλοφορεί, θα σχηματιστεί αυθόρμητα ένα γαλβανικό στοιχείο. Το μέταλλο με χαμηλότερο δυναμικό δρα ως άνοδος και υφίσταται ταχεία επιλεκτική διάλυση, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας με το υψηλότερο δυναμικό-316 χρησιμεύει ως κάθοδος που πρέπει να προστατευτεί. Ωστόσο, οι τοπικές ρωγμές, η χαλαρή επαφή και η ανομοιόμορφη μέση κάλυψη συχνά οδηγούν σε μερική αναστροφή της καθόδου-ανόδου, με αποτέλεσμα τη συμπυκνωμένη διάβρωση των οπών στην επιφάνεια των σωλήνων θέρμανσης. Πολλοί σχεδιαστές εξοπλισμού λαμβάνουν υπόψη μόνο την ευκολία του δομικού συγκροτήματος και τη μηχανική αντοχή σύνδεσης, αγνοώντας τη διαφορά δυναμικού που ταιριάζει μεταξύ διαφορετικών μετάλλων και αποτελεσματικών μέτρων απομόνωσης, γεγονός που οδηγεί σε ταχεία τοπική διάτρηση των σωλήνων θέρμανσης μέσα σε σύντομη περίοδο λειτουργίας. Επομένως, ο τυποποιημένος σχεδιασμός αντιστοίχισης δυναμικού και τα μέτρα ηλεκτρικής απομόνωσης είναι απαραίτητα τεχνικά μέσα για την εξάλειψη των κινδύνων γαλβανικής διάβρωσης σε σενάρια πολλαπλών-συναρμολογήσεων μετάλλων.
Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει όταν ικανοποιούνται ταυτόχρονα τρεις απαραίτητες προϋποθέσεις: ανόμοια μέταλλα με εμφανή διαφορά δυναμικού, αγώγιμο μέσο ηλεκτρολύτη και κλειστός αγώγιμος βρόχος μεταξύ των μεταλλικών συστατικών. Σε μέσα που περιέχουν ουδέτερο και ασθενές αλκαλικό χλωρίδιο-, το δυναμικό ανοιχτού-κυκλώματος του ανοξείδωτου χάλυβα 316 σε παθητική κατάσταση είναι πολύ υψηλότερο από αυτό του ανθρακούχου χάλυβα, του σιδήρου και των κραμάτων χαλκού. Όταν συνδέονται απευθείας, οι βραχίονες από ανθρακούχο χάλυβα θα διαβρωθούν κατά προτίμηση για να προστατεύσουν τον σωλήνα θέρμανσης στις περισσότερες περιπτώσεις. Ωστόσο, μόλις το τοπικό παθητικό φιλμ από ανοξείδωτο χάλυβα καταστραφεί από γρατσουνιές, θερμική κόπωση ή διάβρωση υγρού, η εκτεθειμένη μήτρα φρέσκου μετάλλου θα μετατραπεί στην άνοδο του γαλβανικού στοιχείου, οδηγώντας σε εξαιρετικά γρήγορη εντοπισμένη ανοδική διάλυση στη θέση ελαττώματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο μετάλλων, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του ρεύματος γαλβανικής διάβρωσης και τόσο πιο γρήγορα διαβρώνεται το μέταλλο της ανόδου. Επιπλέον, η αδικαιολόγητη αναλογία εμβαδού καθόδου προς άνοδο θα επιδεινώσει τη διάβρωση: μια κάθοδος από ανοξείδωτο χάλυβα μεγάλης-επιφάνειας σε συνδυασμό με μια μικροσκοπική κατεστραμμένη άνοδο από ανοξείδωτο χάλυβα θα προκαλέσει σοβαρές συγκεντρωμένες λακκούβες στο σημείο του ελαττώματος.
Αυτή η μελέτη συνοψίζει τέσσερις στοχευμένες στρατηγικές πρόληψης για τη γαλβανική διάβρωση σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 σε συστήματα συναρμολόγησης πολλαπλών μετάλλων.
Πρώτον, βελτιστοποιήστε την αντιστοίχιση μεταλλικών υλικών για να ελέγξετε τη διαφορά δυναμικού ηλεκτροδίου εντός ασφαλούς εύρους. Προσπαθήστε να επιλέξετε ανοξείδωτο χάλυβα 316 ή ανοξείδωτο χάλυβα 316 λίτρων χαμηλής-άνθρακα για όλα τα στηρίγματα, τις φλάντζες, τα μπουλόνια σύνδεσης και τα εξαρτήματα στερέωσης που ταιριάζουν με τους σωλήνες θέρμανσης, ώστε να εξαλειφθεί ουσιαστικά η διαφορά δυναμικού. Εάν το δομικό κόστος περιορίζει την πλήρη υιοθέτηση υλικών από ανοξείδωτο χάλυβα, η διαφορά δυναμικού μεταξύ ζευγαρωμένων μετάλλων θα ελέγχεται κάτω από 150 mV στο μέσο λειτουργίας. Ο ανθρακούχος χάλυβας και ο χυτοσίδηρος με μεγάλες διαφορές δυναμικού απαγορεύεται αυστηρά να συνδέονται απευθείας με σωλήνες θέρμανσης σε περιβάλλοντα ηλεκτρολυτών υψηλής{{6} αγωγιμότητας. Ο χαλκός, το αλουμίνιο και τα γαλβανισμένα υλικά με υψηλή ηλεκτροχημική δραστηριότητα απαγορεύεται να έρχονται σε άμεση επαφή με σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα σε συνθήκες μακράς- βύθισης.
Δεύτερον, εγκαταστήστε μονωτικά εξαρτήματα ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες για να κόψετε τον αγώγιμο βρόχο μεταξύ ανόμοιων μετάλλων. Τα μονωτικά παρεμβύσματα από PTFE, τα κεραμικά χιτώνια και τα μαξιλαράκια απομόνωσης σιλικόνης υψηλής θερμοκρασίας πρέπει να τοποθετούνται σε όλες τις θέσεις επαφής μεταξύ των σωλήνων θέρμανσης και των βραχιόνων, των μπουλονιών και των σωμάτων της δεξαμενής εξοπλισμού από μη-ανοξείδωτο χάλυβα. Όλοι οι συνδετικοί σύνδεσμοι πρέπει να καλύπτονται με μονωτικούς δακτυλίους για να αποφεύγεται η άμεση επαφή-με-μετάλλου. Τα μονωτικά υλικά πρέπει να έχουν εξαιρετική αντίσταση στη γήρανση, αντοχή στην υδρόλυση και συμπίεση για να αποφευχθεί η μεσαία διείσδυση και η αστοχία μόνωσης υπό μακροπρόθεσμη εναλλασσόμενη θερμοκρασία και καθαρισμό υγρού. Ακόμη και αν υπάρχει μια μικρή διαφορά δυναμικού μεταξύ ταιριασμένων μετάλλων, το κλειστό γαλβανικό στοιχείο δεν μπορεί να σχηματιστεί μετά την απομόνωση.
Τρίτον, βελτιστοποιήστε εύλογα την αναλογία επιφάνειας καθόδου-ανόδου για να αποφύγετε τη συμπυκνωμένη επιταχυνόμενη διάβρωση. Όταν δεν μπορεί να αποφευχθεί μερική ανόμοια μεταλλική σύνδεση, το μέταλλο ανόδου (αξεσουάρ χαμηλών-ανθρακούχων ανθρακούχων χάλυβα) θα πρέπει να σχεδιαστεί με μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής, περιορίζοντας ταυτόχρονα την εκτεθειμένη περιοχή ελαττώματος του σωλήνα θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα. Ελέγχετε και επιδιορθώνετε τακτικά γρατσουνιές, περιοχές οξείδωσης συγκόλλησης και θέσεις παθητικής ζημιάς στο φιλμ στην επιφάνεια του θερμαντικού σωλήνα μέσω έγκαιρης τοπικής επεξεργασίας παθητικοποίησης, για να αποφύγετε το σχηματισμό μικροσκοπικών περιοχών ανόδου στη μεγάλη επιφάνεια της καθόδου από ανοξείδωτο χάλυβα. Για στηρίγματα από ανθρακούχο χάλυβα που πρέπει να χρησιμοποιηθούν, υιοθετήστε-αντιδιαβρωτική επίστρωση βαριάς χρήσης για να μειώσετε το ενεργό ρεύμα καθόδου-ανόδου και να επιβραδύνετε τον συνολικό ρυθμό γαλβανικής διάβρωσης.
Τέταρτον, υιοθετήστε τη θυσιαστική καθοδική προστασία ανόδου ως βοηθητικό αντιδιαβρωτικό μέτρο για αναπόφευκτες συνθήκες συναρμολόγησης πολλαπλών-μετάλλων. Τοποθετήστε μπλοκ ανόδου θυσιαζόμενου ψευδαργύρου ή μαγνησίου στο κάτω μέρος της δεξαμενής αντίδρασης κοντά στη δέσμη του θερμαντικού σωλήνα. Η θυσιαζόμενη άνοδος με το χαμηλότερο δυναμικό ηλεκτροδίου θα διαλύσει κατά προτίμηση και θα απελευθερώσει ηλεκτρόνια, καθιστώντας ολόκληρο τον θερμαντικό σωλήνα και τα συνδεδεμένα μεταλλικά εξαρτήματα σε κατάσταση καθοδικής προστασίας, η οποία μπορεί να περιορίσει τόσο τη γαλβανική διάβρωση ανόμοιων μετάλλων όσο και την επαγόμενη από αδέσποτο ρεύμα ανοδική διάλυση. Ανιχνεύστε τακτικά το υπολειπόμενο πάχος των θυσιαζόμενων ανοδίων και αντικαταστήστε τα εγκαίρως πριν από την πλήρη κατανάλωση για να αποτρέψετε την αστοχία της προστασίας.
Η επιτόπια επαλήθευση εφαρμογών δείχνει ότι οι σωλήνες θέρμανσης εξοπλισμένοι με πλήρη μέτρα μόνωσης σε εξοπλισμό συναρμολόγησης πολλαπλών{0}μεταλλικών μπορούν να λειτουργούν συνεχώς για περισσότερους από 24 μήνες χωρίς γαλβανική διάβρωση. Αντίθετα, οι απευθείας συναρμολογημένοι σωλήνες θέρμανσης χωρίς προστασία απομόνωσης υφίστανται εμφανή τοπική διάτρηση οπών εντός 5 έως 8 μηνών. Συμπερασματικά, η ισοδύναμη δυνητική αντιστοίχιση υλικού, η πλήρης-μόνωση ηλεκτρικής μόνωσης θέσης, ο λογικός έλεγχος της περιοχής καθόδου-ανόδου και η θυσιαστική βοηθητική προστασία ανόδου μπορούν να εμποδίσουν πλήρως τις συνθήκες σχηματισμού των γαλβανικών κυψελών. Αυτές οι τυποποιημένες αντιδιαβρωτικές προδιαγραφές συναρμολόγησης αποφεύγουν αποτελεσματικά την επιταχυνόμενη αστοχία διάβρωσης που προκαλείται από τη σύζευξη διαφορών δυναμικού πολλαπλών
