Катодное отсоединение в основном происходит, когда нагревательные трубки оснащены катодной защитой от приложенного тока или антикоррозийными системами с защитным анодом. Чрезмерная катодная поляризация вызывает реакцию выделения водорода на поверхности металла, а щелочные вещества, образующиеся в результате катодной реакции, разрушают границу раздела между подложкой и защитным покрытием. Защитный слой постепенно выгибается, отделяется и отслаивается от стенки трубы, подвергая матрицу из нержавеющей стали воздействию агрессивной среды и вызывая ускоренную локальную коррозию. Чаще всего этот отказ возникает в заглубленных трубопроводах и элементах отопления резервуаров с внешними системами катодной защиты.
1. Механизм электрохимического повреждения ядра.
Во время обычной катодной защиты электроны присоединяются к поверхности нержавеющей стали, чтобы сдержать анодное растворение металла. Когда защитный потенциал слишком отрицательный, на поверхности катода накапливается избыточное количество электронов. Молекулы воды в электролите получают электроны и разлагаются с образованием газообразного водорода и ионов гидроксида, что делает среду раздела сильнощелочной. Высоко-щелочная среда разрушает структуру сцепления между металлической основой и покрытием, ослабляя силу межфазной адгезии. Тем временем непрерывно генерируемые атомы водорода проникают через границу раздела, собираются в молекулы водорода и образуют внутреннее давление. Под двойным воздействием щелочной эрозии и силы газового удара покрытие отделяется от подложки край за краем. Как только покрытие отпадает, исходная защищенная металлическая область теряет защиту и непосредственно подвергается электрохимической коррозии.
2. Типичные сценарии развития событий
Заглубленный трубопровод отопления, оборудованный катодной защитой по наложенному току с необоснованной установкой потенциала;
Оборудование оснащено защитным анодом из цинковых блоков, а расположение анода слишком плотное, что приводит к чрезмерной защите;
Локальное повреждение покрытия обнажает металлическую матрицу, вызывая концентрированную катодную реакцию в месте дефекта;
Длительное-погружение в щелочные сточные воды с эффектом естественной катодной поляризации на поверхности нержавеющей стали.
3. Основные стимулирующие факторы
Потенциал катодной защиты превышает безопасный порог и входит в интервал сверхзащиты;
Недостаточная изоляция между нагревательной трубкой и системой защиты, что приводит к неравномерному распределению тока;
Само покрытие имеет плохую стойкость к щелочам и слабую начальную силу сцепления с подложкой;
Проводимость среды слишком высока, что ускоряет передачу защитного тока и скорость выделения водорода.
4. Меры-предотвращения и контроля полных ссылок
① Точная калибровка потенциала катодной защиты.
Установите верхний и нижний предел блокировки защитного потенциала, строго избегайте чрезмерной отрицательной поляризации; регулярно обнаруживайте и регулируйте выходной ток, чтобы оставаться в пределах стандартного диапазона защиты и исключать чрезмерную защиту.
② Оптимизация расположения и количества жертвенных анодов.
Разумно расположите цинковые или магниевые жертвенные аноды, чтобы предотвратить локальную чрезмерную плотность тока; по возможности изолируйте нагревающиеся части от основной зоны защиты, чтобы уменьшить влияние поляризации.
③ Выберите защитное покрытие,-стойкое к щелочам и с высокой-адгезией.
Используйте грунтовочное-усиленное покрытие PFA или эпоксидное покрытие, устойчивое к щелочам-, улучшите способность интерфейса к -щелочной эрозии и усилие механического крепления, предотвращающее отслоение.
④ Своевременно устраняйте дефекты покрытия.
Загерметизируйте отверстия, царапины и места отслаивания на внешнем слое, чтобы избежать концентрированного выделения водорода и накопления щелочи в местах открытого металла.
⑤ Добавить изолирующую изоляционную конструкцию.
Установите изолирующие фланцы и изолирующие соединения между компонентами нагревательных трубок и защищаемыми трубопроводами, чтобы полностью перекрыть пути прохождения паразитных токов.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Режим работы защиты | Риск катодного отслоения | Рекомендуемая схема |
|---|---|---|
| Некалиброванная сверхзащита + поврежденное покрытие | Чрезвычайно высокая скорость отслаивания покрытия | Немедленное потенциальное исправление и устранение дефектов |
| Возможное замкнутое-управление + неповрежденное покрытие | Эффективно избегать разобщения | Стандартная схема подбора катодной защиты |
| Изоляционная изоляция + независимая система защиты | Полное устранение паразитных токов | Предпочтительная конструкция межсистемного-оборудования |
Заключение
Катодное отслоение вызвано чрезмерной катодной реакцией, в результате которой образуется давление щелочи и водорода, разрушающее адгезию покрытия. Основным подходом к предотвращению является точный контроль параметров катодной защиты для предотвращения переполяризации. В сочетании с улучшением характеристик поверхности раздела покрытия, устранением поверхностных дефектов и изоляцией паразитных токов можно полностью предотвратить разрушение анти-коррозионного покрытия и последующую коррозию подложки нагревательных трубок в условиях катодной защиты.
