При установке промышленной системы отопления нагревательные трубы из нержавеющей стали 316 обычно фиксируются различными металлическими кронштейнами, в том числе опорами из углеродистой стали, алюминиевого сплава и обычной оцинкованной стали. Когда два типа разнородных металлов с разными электродными потенциалами погружаются в проводящую коррозионную среду или подвергаются воздействию влажного соленого -воздуха, весьма вероятно возникновение гальванической коррозии. 316 нержавеющая сталь имеет относительно высокий электродный потенциал и действует как катод в гальваническом элементе, в то время как углеродистая сталь и другие обычные конструкционные металлы служат анодом и быстро корродируют. Хотя сама нагревательная трубка на начальном этапе не будет изнашиваться непосредственно, быстрое коррозионное разрушение кронштейнов приведет к ослаблению фиксации, вибрации трубки, смещению уплотнения и вторичной щелевой коррозии на стыке нагревательной трубки. В тяжелых случаях ионы ржавчины, образующиеся в результате анодной коррозии, прилипают к поверхности нержавеющей стали, повреждают пассивную пленку и в конечном итоге вызывают локальную точечную утечку в нагревательных трубках. Поэтому необходимо принять целенаправленные меры по изоляции и согласованию, чтобы исключить риски гальванической коррозии, вызванные контактом разнородных металлов во время установки.
Суть гальванической коррозии заключается в разнице потенциалов между разнородными металлами и существовании непрерывного проводящего пути электролита. Чем больше разность потенциалов электрода между двумя материалами, тем быстрее будет корродировать металл анода. Когда кронштейны из углеродистой стали непосредственно контактируют с нагревательными трубками из нержавеющей стали 316, влажные промышленные сточные воды, соленый туман и конденсат образуют слой электролита, соединяющий два металла. Анодный кронштейн подвергается непрерывному электрохимическому растворению, в результате чего образуется большое количество ржавого осадка. Эти отложения ржавчины покрывают место контакта нагревательной трубки, создавая окклюзионную среду с-дефицитом кислорода, которая нарушает баланс самовосстановления-пассивной пленки, богатой хромом-и постепенно превращается в локальные очаги коррозии. Кроме того, вибрация при работе оборудования вызывает трение между разнородными металлами, царапает пассивную пленку на поверхности труб и еще больше ускоряет возникновение гальванической коррозии.
В этом исследовании обобщаются три эффективные технические стратегии предотвращения гальванической коррозии разнородных металлов, а именно электрическая изоляция, согласование потенциалов материалов и защита поверхности анти-коррозионным покрытием. Наиболее надежным и широко используемым методом является физическая электрическая изоляция. Между нагревательной трубкой и металлическими кронштейнами размещаются высоко-термостойкие не-проводящие прокладки, такие как ПТФЭ, высокоэффективная-керамика и модифицированная изоляционная резина, чтобы полностью перекрыть путь передачи электронов гальванического элемента. Изолирующая прокладка не только предотвращает прямой контакт с металлом, но и смягчает механическое вибрационное трение, предотвращая повреждение пассивной пленки царапинами. Необходимо следить за тем, чтобы изоляционный материал полностью закрывал все контактные площадки без локальных просветов металла.
Вторая схема оптимизации заключается в выборе материалов брекетов с потенциалом электродов, аналогичным нержавеющей стали 316. Замена кронштейнов из углеродистой стали опорами из нержавеющей стали 304 или 316 сводит к минимуму разницу потенциалов между контактными материалами, существенно подавляя движущую силу гальванической коррозии. Этот метод подходит для сценариев с высокой-коррозией, длительной-непрерывной работой и высокими требованиями безопасности. Хотя первоначальная стоимость закупок увеличивается незначительно, это позволяет избежать частой замены кронштейнов и вторичного коррозионного повреждения нагревательных трубок, что значительно снижает-эксплуатацию и затраты на техническое обслуживание системы отопления в течение всего срока службы.
Третьей вспомогательной мерой является общая защита покрытия разнородных металлических деталей. Кронштейны из углеродистой стали обрабатываются методом горячего-оцинкования погружением и герметизирующим фтористым покрытием, образующим плотный инертный защитный слой, изолирующий металлическую матрицу от агрессивного электролита. Между тем, на контактную поверхность нагревательной трубки можно локально нанести высокотемпературное-анти-коррозионное покрытие. Когда обе контактные поверхности покрыты изолирующими покрытиями, токопроводящая петля гальванического элемента не может образовываться, что эффективно сдерживает гальваническую коррозию. Однако защита покрытия требует строгого строительного контроля; как только покрытие поцарапается или частично отслоится, вместо этого произойдет локальная ускоренная анодная коррозия.
Полевые контрастные испытания показывают, что нагревательные трубы, в которых установлена изолирующая изоляция, не имеют гальванической коррозии и не ослабляют кронштейны после 24 месяцев непрерывной работы в цехах по очистке сточных вод с высоким-хлоридом. Напротив, нагревательные трубы, непосредственно закрепленные кронштейнами из углеродистой стали, в течение 5 месяцев подвергаются явному контактному осаждению ржавчины и щелевой коррозии. В заключение отметим, что физическая изоляция является наиболее экономичным и надежным способом предотвращения гальванической коррозии разнородных металлов. В сочетании с разумным выбором материала кронштейна и защитой поверхности, это может полностью устранить потенциальные риски гальванической коррозии, стабилизировать конструкцию нагревательных трубок из нержавеющей стали 316, избежать вторичного коррозионного повреждения и обеспечить долгосрочную-безопасную и стабильную работу промышленного анти-нагревательного оборудования.
