Гальваническая коррозия возникает, когда два разнородных металла с разными электродными потенциалами электрически соединены и погружены в одну и ту же электролитную среду. Первичный гальванический элемент образуется спонтанно. Металл с более низким потенциалом служит анодом и подвергается ускоренному растворению и коррозии, тогда как материал с более высоким-потенциалом действует как катод и в основном защищен. Когда нагревательная трубка собрана с фитингами из углеродистой стали, меди, алюминия и других материалов, в месте соединения часто возникает местная быстрая перфорация, что является обычным-скрытым риском коррозии, вызванной сборкой.
1. Электрохимический механизм образования.
Различные металлические материалы имеют разные потенциалы естественной коррозии в одной и той же жидкой среде. Когда два металла находятся в прямом контакте и погружены в проводящую среду, электроны переходят от металла с более слабой коррозионной стойкостью (более низким потенциалом) к нагревательной трубке из нержавеющей стали. Если нержавеющая сталь 316 имеет относительно положительный потенциал, она станет катодом без явной само-коррозии; спаренный разнородный металл быстро растворяется. И наоборот, при сочетании с титаном, хастеллоем и другими сплавами с более высоким потенциалом нержавеющая сталь 316 превращается в анод, а стенка трубы будет преимущественно корродировать и перфорироваться вблизи контактной поверхности. Чем больше разность потенциалов между двумя материалами, тем выше скорость реакции гальванической коррозии.
2. Типичные сценарии отказа гальванического согласования
Фланец нагревательной трубы, закрепленный болтами с фланцем из углеродистой стали и крепежными деталями;
Нагревательная труба из нержавеющей стали, соединенная с медной трубой, латунными клапанами и алюминиевыми кронштейнами;
Корпус бака оборудования изготовлен из углеродистой стали, а нагревательные элементы - из нержавеющей стали 316 с проводимостью жидкости;
Смешанная сварка нержавеющей стали и обычного железа без переходной буферной конструкции.
3. Основные факторы, ускоряющие гальваническую коррозию.
Большой потенциальный разрыв между двумя контактирующими металлическими материалами;
Достаточно проводящий электролит, содержащий ионы хлорида, чтобы образовать замкнутый контур;
Площадь контакта с металлом анода намного меньше площади катода, что приводит к чрезвычайно высокой плотности анодного тока и быстрому образованию язв;
Высокая температура среды и низкий уровень pH значительно улучшают ионную проводимость и скорость коррозии.
4. Профилактические технические меры по-связям
① Принять принцип соответствия однородного материала.
Все соединительные фланцы, болты, опоры и обшивка резервуара должны быть изготовлены из нержавеющей стали 316 или 316L, соответствующей нагревательной трубке, чтобы устранить разницу потенциалов от источника.
② Добавьте изолирующие прокладки и втулки.
Если разнородные металлы невозможно заменить, установите непроводящие изолирующие прокладки из ПТФЭ между поверхностями фланцевых соединений; используйте пластиковые изоляционные втулки в местах проникновения болтов, чтобы перекрыть пути прохождения электроники.
③ Оптимизация структурной компоновки для уменьшения образования мостиков жидкости.
Избегайте узких зазоров для удержания жидкости на стыке двух металлов; увеличьте наклон дренажа, чтобы электролит не задерживался между контактными поверхностями в течение длительного времени.
④ Стандартизировать спецификацию процесса сварки.
Для неизбежной сварки разнородных металлов используйте специальные переходные сварочные стержни, чтобы избежать прямого сплавления двух основных металлов и предотвратить образование гальванических элементов в сварных швах.
⑤ Нанесите общее анти-изоляционное покрытие от коррозии.
Покройте зону контакта и прилегающий участок трубы PFA или эпоксидным покрытием, чтобы изолировать металлическую поверхность от электролитной среды и заблокировать коррозионную петлю.
5. Таблица контрастности эффектов схемы
表格
| Режим сопоставления сборок | Риск гальванической коррозии | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Прямой контакт между углеродистой сталью и 316 без изоляции. | Чрезвычайно серьезная коррозия | Запретить этот метод сборки |
| Аксессуары из того же материала + изоляция не требуется | Базовое отсутствие гальванической коррозии | Предпочтительный стандартизированный дизайн |
| Разнородный металл + изоляция из ПТФЭ | Эффективно разорвать цепь коррозии | Обязательная трансформация существующего оборудования |
Заключение
Гальваническая коррозия по существу возникает из-за разности потенциалов между разнородными металлами и замкнутого электрохимического контура, образуемого электролитом. Наиболее фундаментальным решением является единый выбор материалов. Если структурные условия ограничены, необходимо принять меры по физической изоляции, чтобы перекрыть каналы переноса электронов и проводимости жидкости, чтобы избежать локальной ускоренной коррозионной утечки нагревательных трубок, вызванной неправильным расположением материалов при сборке системы.
