I industriella reaktionstankar, rörledningsvärmesystem och galvaniseringsproduktionslinjer installeras ofta 316 värmerör av rostfritt stål tillsammans med konsoler av kolstål, vanliga gjutjärnsfixturer, kopparledande komponenter och andra metalltillbehör. När två olika metaller med olika elektrodpotentialer nedsänks i ledande elektrolytmedia såsom avloppsvatten, pläteringslösning och cirkulerande vatten, bildas en galvanisk cell spontant. Metallen med lägre potential fungerar som anod och genomgår snabb selektiv upplösning, medan det högre-potentialen 316 rostfritt stål fungerar som katod som ska skyddas. Lokala sprickor, lös kontakt och ojämn medium täckning leder dock ofta till partiell katod-anodvändning, vilket resulterar i koncentrerad gropkorrosion på värmerörens yta. Många utrustningskonstruktörer överväger bara strukturell monteringsbekvämlighet och mekanisk anslutningsstyrka, och ignorerar den potentiella skillnaden mellan olika metaller och effektiva isoleringsåtgärder, vilket leder till snabb lokal perforering av värmerör inom en kort serviceperiod. Därför är standardiserad potentiell matchningsdesign och elektriska isoleringsåtgärder viktiga tekniska medel för att eliminera galvaniska korrosionsrisker i scenarier för multi-metallmontage.
Galvanisk korrosion uppstår när tre nödvändiga villkor är uppfyllda samtidigt: olika metaller med uppenbar potentialskillnad, ledande elektrolytmedium och sluten ledande slinga mellan metallkomponenter. I medier som innehåller neutrala och svaga alkalisk klorid- är den öppna-kretspotentialen för 316 rostfritt stål i passivt tillstånd mycket högre än för kolstål, järn och kopparlegeringar. När de är direkt anslutna kommer fästen av kolstål företrädesvis att korrodera för att skydda värmeröret i de flesta fall. Icke desto mindre, när den lokala passiva filmen av rostfritt stål är skadad av repor, termisk utmattning eller vätskeerosion, kommer den exponerade färska metallmatrisen att omvandlas till anoden på den galvaniska cellen, vilket leder till extremt snabb lokaliserad anodupplösning vid defektpositionen. Ju större potentialskillnaden mellan två metaller, desto högre är den galvaniska korrosionsströmtätheten, och desto snabbare korroderar anodmetallen. Dessutom kommer det orimliga ytförhållandet mellan katod och anod att förvärra korrosion: en katod av rostfritt stål med stor-yta matchad med en liten skadad rostfri stålanod kommer att orsaka allvarliga koncentrerade gropbildningar på defektplatsen.
Den här studien sammanfattar fyra riktade förebyggande strategier för galvanisk korrosion av 316 värmerör av rostfritt stål i multi-metallmontagesystem.
Optimera först metallmaterialmatchning för att kontrollera elektrodpotentialskillnaden inom ett säkert område. Försök att välja 316 rostfritt stål eller 316L rostfritt stål med låg-kolhalt för alla stöd, flänsar, anslutningsbultar och fixeringstillbehör matchade med värmerör, för att eliminera potentialskillnaden i grunden. Om strukturella kostnader begränsar den fullständiga användningen av material av rostfritt stål, ska potentialskillnaden mellan parade metaller kontrolleras under 150 mV i servicemedium; kolstål och gjutjärn med stora potentialskillnader är strängt förbjudna att anslutas direkt till värmerör i hög-elektrolytmiljöer med hög konduktivitet. Koppar, aluminium och galvaniserade material med hög elektrokemisk aktivitet är förbjudna att komma i direktkontakt med värmerör av rostfritt stål under långa-doppningsförhållanden.
För det andra, installera hög- temperaturbeständiga isolerande isoleringskomponenter för att skära av den ledande slingan mellan olika metaller. PTFE-isolerande packningar, keramiska hylsor och hög-silikonisoleringskuddar för hög temperatur måste anordnas vid alla kontaktlägen mellan värmerör och icke-hållare, bultar och utrustningstankkroppar av rostfritt stål. Alla anslutande fästelement ska vara försedda med isolerande bussningar för att undvika direkt metall-till-metallkontakt. Isoleringsmaterialen måste ha utmärkt åldringsbeständighet, hydrolysbeständighet och kompressionsprestanda för att förhindra medelhög penetration och isoleringsfel under långvarig -växeltemperatur och vätskeskurning. Även om det finns en liten potentialskillnad mellan matchade metaller kan den slutna galvaniska cellen inte bildas efter isolering.
För det tredje, optimera förhållandet mellan katod-anoden rimligt för att undvika koncentrerad accelererad korrosion. När en partiell olik metallanslutning inte kan undvikas, bör anodmetallen (tillbehör av kolstål med låg-potential) utformas med en större kontaktyta, samtidigt som den exponerade defektarean av det rostfria värmeröret begränsas. Inspektera och reparera regelbundet repor, svetsoxidationsområden och passiva filmskador på värmerörets yta genom lokal passiveringsbehandling i rätt tid för att undvika att små anodområden bildas på den stora katodytan av rostfritt stål. För stöd av kolstål som måste användas, använd kraftigt-anti-korrosionsskydd för att minska den effektiva katod-anodströmmen och sakta ner den totala galvaniska korrosionshastigheten.
För det fjärde, anta katodiskt skydd för offeranod som en extra korrosionsskyddsåtgärd för oundvikliga multi-metallsammansättningsförhållanden. Installera offeranodblock av zink eller magnesium i botten av reaktionstanken nära värmerörsbunten. Offeranoden med den lägsta elektrodpotentialen kommer företrädesvis att lösa upp och frigöra elektroner, vilket gör hela värmeröret och anslutna metalltillbehör i ett katodiskt skyddstillstånd, vilket kan begränsa både galvanisk korrosion av olika metaller och strökströminducerad anodupplösning. Upptäck regelbundet den kvarvarande tjockleken på offeranoderna och byt ut dem i god tid innan full förbrukning för att förhindra skyddsfel.
Fältapplikationsverifiering visar att värmerör utrustade med kompletta isolerande isoleringsåtgärder i multi-metallmonteringsutrustning kan arbeta kontinuerligt i mer än 24 månader utan galvanisk korrosion. Däremot drabbas direktmonterade värmerör utan isoleringsskydd uppenbar lokal gropperforering inom 5 till 8 månader. Sammanfattningsvis kan likvärdig potentiell materialmatchning, elektrisk isolering i full-position, rimlig kontroll av katod-anodarea och hjälpskydd för offeranod helt blockera bildningsförhållandena för galvaniska celler. Dessa standardiserade korrosionsskyddsspecifikationer för montering undviker effektivt accelererade korrosionsfel orsakade av multi-metallpotentialskillnadskopplingar, vilket avsevärt förbättrar servicesäkerheten och den ekonomiska fördelen med 316 värmerör av rostfritt stål i komplex industriutrustning för flera-metaller.
