Кронштейн нагревателя из ПТФЭ из нержавеющей стали, прикрепленный болтами к стальному резервуару в электропроводящей кислотной ванне, образует крошечную батарею. Через несколько недель этот кронштейн начнет ржаветь и в конечном итоге выйдет из строя, что может привести к падению нагревателя в бак. Это классическая биметаллическая коррозия. Распознавание первых признаков и применение правильных мер -электрической изоляции или подбора материалов- предотвратят превращение, казалось бы, незначительного кронштейна в дорогостоящую аварию в резервуаре.
Что такое биметаллическая коррозия и почему она возникает?
Когда два разнородных металла электрически соединяются и подвергаются воздействию проводящей жидкости (электролита), образуется гальванический элемент. Менее благородный металл становится анодом и предпочтительнее корродирует; более благородный металл (катод) остается защищенным. В гальваническом резервуаре контур замыкает проводящая ванна-часто раствор кислоты или щелочи с высоким содержанием ионов-.
Для опорного кронштейна обогревателя распространенными парами материалов являются:
Кронштейн из нержавеющей стали(более благородный) прикручен крезервуар из углеродистой стали(менее благородный) → стальной бак быстро корродирует вокруг отверстий под болты.
Медный или латунный кронштейн(более благородный) прикрепленный крезервуар из нержавеющей стали(менее благородный) → нержавеющая сталь может подвергаться точечной или щелевой коррозии.
Кронштейн из нержавеющей сталиприкручен ктитановый бак(очень благородно) → нержавеющая сталь становится анодом и вместо этого подвергается коррозии.
Точное направление коррозии зависит от гальванического ряда конкретного электролита. В большинстве ванн для кислотного покрытия менее благородный металл (анод) теряет материал. Характерные признаки описаны ниже.
ПризнаниеОпорный кронштейн биметаллического коррозионного нагревателя из ПТФЭОтказ
Полевая проверка установок нагревателей из ПТФЭ должна включать тщательный осмотр опорного кронштейна и точек его крепления. К основным показателям активной гальванической атаки относятся:
Сильные ржавые или красноватые-коричневые пятна.сосредоточено в месте соединения, особенно вокруг головок болтов, гаек или на границе между фланцем кронштейна и стенкой резервуара.
Питтинг или локализованная потеря материалана самом кронштейне или на монтажной поверхности бака. Ямки часто появляются в виде колец непосредственно под шайбой болта или вокруг отверстия под болт.
Шелушение или отшелушиваниеповерхности металла вблизи зоны контакта. В тяжелых случаях толщина кронштейна заметно уменьшается или отверстие для болта удлиняется.
Белые или зеленоватые продукты коррозии(например, на кронштейнах из нержавеющей стали в ваннах с хлоридной кислотой), что указывает на активную щелевую коррозию под головкой болта.
Сам болт часто является путем прохождения гальванического тока. Если болт изготовлен из другого металла, чем кронштейн и резервуар, это может ускорить повреждение.
Немедленные меры: Разрыв электрической цепи.
Самым быстрым средством борьбы с существующей биметаллической коррозией является электрическая изоляция разнородных металлов. Это достигается с помощью непроводящего пластика, который предотвращает прямой контакт металла с металлом.
Пластиковые плоские шайбы и шайбы с буртиками
Плоские шайбыизготовленные из ПТФЭ, ПВДФ или полипропилена, помещаются между головкой болта и кронштейном, а также между гайкой и поверхностью резервуара. Это прерывает токопроводящий путь через крепеж.
Шайбы плечевые(также называемые изоляционными втулками) вставляются в отверстие под болт кронштейна. Заплечик выравнивает внутреннюю часть отверстия, предотвращая контакт стержня болта с металлом кронштейна. Фланец шайбы с буртиком отделяет головку болта от поверхности кронштейна.
Полный комплект изоляции обычно включает в себя:
Упорная шайба из ПТФЭ (или ПВДФ) для отверстия под болт.
Две плоские шайбы из ПТФЭ: одна под головкой болта, другая под гайкой.
Опционально пластиковая или резиновая прокладка между сопрягаемыми поверхностями фланца кронштейна и баком.
При правильной установке между кронштейном и резервуаром, а также между болтом и кронштейном отсутствует контакт металл-металл. Электрическая цепь разорвана, и гальванический ток не может течь.
Почему ПТФЭ предпочтителен для шайб
Шайбы из ПТФЭ идеальны, поскольку они также устойчивы к агрессивным химическим веществам в ванне. В отличие от нейлона или обычного пластика, ПТФЭ не набухает, не размягчается и не разлагается в горячих кислотах, щелочах или гальванических растворах. Он остается стабильным по размерам, сохраняя электрическую изоляцию на протяжении многих лет службы. ПТФЭ также обладает превосходными антипригарными свойствами, что предотвращает попадание продуктов коррозии в изоляционный зазор.
Постоянное решение: подбор материала кронштейна к баку
Для новых установок или при модернизации неоднократно вышедшего из строя кронштейна постоянным решением является изменение материала кронштейна в соответствии с материалом резервуара. Тогда гальванического потенциала не существует, поскольку идентичные металлы не имеют возбуждающего напряжения.
Если резервуар изготовлен из нержавеющей стали 316L.→ Укажите кронштейн, также изготовленный из нержавеющей стали 316L. Изолирующая прокладка (например, лист EPDM или PTFE), помещенная между поверхностями фланцев, по-прежнему рекомендуется для предотвращения щелевой коррозии из-за застойного электролита, попавшего между идентичными металлическими поверхностями.
Если бак из полипропилена или пластика ПВДФ→ Кронштейн, изготовленный из того же пластика (ПП или ПВДФ), устраняет проблемы как гальванической, так и химической совместимости. Иногда используются пластиковые кронштейны с металлическим усилением внутри, но смачиваемая внешняя часть должна быть из того же пластика, что и резервуар.
Если резервуар изготовлен из углеродистой стали и покрыт резиной→ Кронштейн также должен быть изготовлен из углеродистой стали с таким же резиновым покрытием. Альтернативно, полностью пластиковый кронштейн позволяет избежать воздействия металла.
Соответствие материала кронштейна материалу резервуара гарантирует, что даже в случае нарушения электрической изоляции не произойдет гальванической коррозии, поскольку оба металла имеют одинаковый коррозионный потенциал.
Болт тоже имеет значение
Болты, гайки и шайбы, используемые для крепления кронштейна, также должны быть совместимыми. Даже при наличии изолирующих шайб сам крепеж должен быть изготовлен из материала, либо идентичного кронштейну, либо химически инертного под ванной. Общие варианты включают в себя:
Болты из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием– Покрытие обеспечивает как изоляцию, так и химическую стойкость.
Болты из ПВДФ или нейлона– Полностью неметаллический, но необходимо соблюдать ограничения по крутящему моменту (пластмассовые болты нельзя затягивать так же сильно, как металлические).
Болты из хастеллоя или титана.– При использовании с соответствующими металлическими брекетами эти благородные сплавы устойчивы к коррозии, но их необходимо изолировать от разнородных металлов.
График проверок и профилактики
Простой график профилактического технического обслуживания может предотвратить биметаллическую коррозию до того, как она приведет к выходу из строя кронштейна:
Ежемесячная визуальная проверка– Осмотрите крепежные болты кронштейна на наличие пятен ржавчины, точечной коррозии или белых отложений.
Ежеквартальная проверка крутящего момента– Ослабленные болты могут указывать на то, что коррозия уменьшила толщину кронштейна или материала бака. Не затягивайте слишком сильно; просто проверьте на люфт.
Ежегодная разборка– Снимите кронштейн, осмотрите отверстия под болты и сопрягаемые поверхности. Замените все корродированное оборудование. Установите новые изоляционные шайбы из ПТФЭ, если оригинальные изношены.
Если какое-либо отверстие для болта в кронштейне или резервуаре имеет значительное удлинение или выбоины, поврежденную деталь следует немедленно заменить.
Вывод: изоляция — лекарство от электрохимического заболевания
Предотвратить биметаллическую коррозию опор нагревателя можно простым разрывом электрической связи между различными металлами. Комплект плоских и плечевых шайб из ПТФЭ стоит недорого, но позволяет сэкономить оборудование и предотвратить опасную аварию в резервуаре. В качестве постоянного решения проблемы можно полностью устранить движущую силу, если материал кронштейна соответствует материалу резервуара. Коррозия — это электрохимическая болезнь, а изоляция — ее лечение. Когда оболочка нагревателя из ПТФЭ отлично выдерживает воздействие ванны, нет оправдания тому, что дешевый стальной кронштейн выйдет из строя из-за гальванической атаки. Подбирайте и обслуживайте весь механический узел так же тщательно, как и сам обогреватель.
