Гальваническая коррозия возникает, когда титановые нагревательные трубки электрически соединяются с разнородными металлами с разными электродными потенциалами и погружаются в проводящую электролитную среду. Первичный гальванический элемент образуется спонтанно. Металл с более низким потенциалом служит анодом и быстро растворяется, а титан со стабильной пассивационной пленкой действует как катод и защищается. При фактической сборке, когда титан контактирует с фитингами из углеродистой стали, меди, алюминия и обычной нержавеющей стали, на соответствующих металлических деталях возникает сильная локальная коррозия, а края пассивационной пленки титана повреждаются, что приводит к точечной утечке. Эта коррозия резко концентрируется на контактных поверхностях и вызывает выход оборудования из строя гораздо быстрее, чем равномерная коррозия.
1. Механизм электрохимической гальванической коррозии.
Титан обладает чрезвычайно положительным коррозионным потенциалом в большинстве агрессивных сред и образует на своей поверхности плотный инертный пассивирующий слой диоксида титана. Когда он вступает в прямой контакт металла с такими металлами, как железо, алюминий и медь, с более отрицательным потенциалом, под действием электролита создается петля переноса электронов. Разнородный металлический анод постоянно теряет электроны и ионизируется в среду, вызывающую коррозию; Поверхность титана захватывает электроны, завершая катодную реакцию восстановления кислорода, а его пассивационная пленка на большинстве участков не повреждена. Однако в крошечном зазоре на границе контакта ионы галогена в среде собираются и разрушают локальную пленку TiO₂, вызывая точечные питтинги на титановой подложке. Чем больше площадь катода-анода, тем выше скорость анодной коррозии, а контактная кромка титана более склонна к локализованной перфорации.
2. Типичные места, подверженные гальванической коррозии.
Контактные детали между титановыми трубами и опорами из углеродистой стали, хомуты для труб и фиксированные кронштейны;
Монтажные позиции фланцев соответствуют болтам из латуни, оцинкованного железа и алюминиевого сплава;
Сварные соединения титановой основной трубы и не-вспомогательных соединительных деталей;
Интерфейсы резьбового соединения с обычными стальными трубными фитингами и переходными соединениями;
Брызги и влажные места, где титановые компоненты соприкасаются с другими металлическими конструкциями.
3. Основные факторы, ускоряющие гальваническую коррозию.
Чрезмерная разность потенциалов между парными неоднородными металлическими материалами;
Титановый катод большой-площади в сочетании с анодными аксессуарами-малой площади, что увеличивает плотность тока коррозии;
Среда, содержащая ионы хлорида и фтора, улучшающая проводимость и разрушающая пассивирующую пленку;
Конденсат жидкости и технологической среды просачивается в монтажные зазоры, образуя замкнутую электролитную среду;
Никакие изолирующие меры по изоляции не приводят к прямой электропроводности между двумя металлами.
4. Многомерные-всесторонние-меры превентивного контроля
① Принять принцип соответствия однородного материала.
Унифицируйте кронштейны, зажимы и крепления из чистого титана или титанового сплава, чтобы существенно устранить разницу потенциалов.
② Добавьте изолирующие прокладки между разнородными металлами.
Положите изоляционные прокладки из ПТФЭ, резины или керамики, чтобы отключить проводящую цепь и заблокировать образование гальванических элементов.
③ Оптимизировать соотношение площадей катода и анода.
Если необходимо использовать другие металлы, убедитесь, что легко подвергающаяся коррозии часть анода имеет большую площадь поверхности, чтобы снизить коррозионную нагрузку на агрегат.
④ Загерметизируйте зазоры сборки, чтобы предотвратить проникновение жидкости.
Нанесите анти-антикоррозионный герметизирующий клей на фланцевые и резьбовые соединения, чтобы избежать попадания электролита на контактную поверхность.
⑤ Настройка защитного анода для неизбежных смешанных структур.
Установите защитные металлические блоки с низким-потенциалом, чтобы предотвратить коррозию и защитить титановые нагревательные трубки.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Режим сопоставления сборок | Риск гальванической коррозии | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Прямой контакт между аксессуарами из углеродистой стали и голой титановой поверхностью. | Быстрая коррозия фитингов и точечная коррозия на кромках титана. | Немедленно добавьте изоляцию или замените титановыми деталями. |
| Полное соответствие титана + обработка для герметизации зазоров | В основном устраняет скрытую опасность гальванической коррозии. | Стандартная спецификация установки титанового оборудования |
| Изоляционная изоляция + дополнительная защита защитного анода | Долгосрочная-стабильная защита от-гальванической коррозии. | Схема обязательной поддержки смешанной металлической конструкции |
Заключение
Гальваническая коррозия титановых нагревательных трубок вызвана разностью потенциалов между гетерогенными металлами и проводящим электролитным контуром. Основные стратегии предотвращения включают выбор гомогенизации материала, физическую изоляцию для отключения токопроводящих путей, герметизацию зазоров для изоляции коррозионной жидкости и вспомогательную защиту защитного анода. Строгий стандартизированный входной контроль материалов и управление процессом сборки позволяют полностью избежать преждевременных утечек, вызванных коррозией гальванических элементов в местах соединения титановых нагревательных трубок.
