Галванична корозия при съединения на различни метали: Стратегии за изолация на тръбопроводи от неръждаема стомана

Галваничната корозия възниква, когато два различни метала са свързани електрически в присъствието на електролит: по-малко благородният метал тогава се корозира по-бързо, отколкото би се корозирал самостоятелно. При съединяване на неръждаема стомана с въглеродна стомана, мед или алуминий във влажна среда неръждаемата стомана обикновено действа като катод и ускорява корозията на другия метал. Решението е да се прекъсне електрическата връзка чрез изолиращи фланцови комплекти, диелектрични съединители, неметални уплътнителни пръстени и маншети или защитни покрития, както и чрез проектиране на благоприятни съотношения на повърхностите. Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. доставя тръби, фитинги и фланци от неръждаема стомана, както и насоки за правилното проектиране на такива съединения.

Как се образува галваничната клетка
Три неща трябва да съвпаднат, за да възникне галванична корозия: два метала с различен електрохимичен потенциал, електрическа връзка между тях и обща електролитна среда, като например морска вода, кондензат или влажен отложени слой. Ако се премахне който и да е от тези три фактора, галваничната клетка престава да функционира. Колкото по-голяма е разликата в потенциала между двата метала, толкова по-високо е задвижващото напрежение и толкова по-бързо се разтваря анодът. Неръждаемата стомана се намира близо до благородния край на практическата галванична редица в морска вода, затова обикновено остава защитена, докато въглеродната стомана, алуминият или цинкът, свързани с нея чрез болтове, понасят щетите.

Галванична редица и относителен риск
Инженерите ранжират метали според техния корозионен потенциал в дадена електролитна среда. Колкото по-голяма е разликата, толкова по-висок е рискуването. В таблицата по-долу са ранжирани често срещаните комбинации с неръждаема стомана в хлоридна среда.

Едно предупреждение относно ставите между неръждаеми стомани: галваничният риск е нисък, но смесването на активни и пасивни условия или свързването към графитни уплътнения все още може да започне галванична реакция, затова изборът на материали и уплътнения продължава да има значение.

Ефектът от съотношението на повърхностите
Съотношението на повърхностите може да превърне управляема ситуация в бързо разрушение или обратното. Корозионният ток трябва да се разпростре по анода; ако поставите малък анод срещу голям катод, целият ток се концентрира върху миниатюрна площ, което води до интензивна, локализирана корозия. Класическият неблагоприятен случай е малка част от въглеродна стомана — например винт или кратка тръбна секция — закрепена към голяма повърхност от неръждаема стомана. Неръждаемият катод „изяжда“ малкия стоманен анод.
Добрият случай е огледно отражение: голям анод и малък катод разпределят тока тънко, така че анодът се корозира бавно и поносимо. Удобно правило е да се държат малките анодни части далеч от големи катодни области от неръждаема стомана. Ако болтовете от въглеродна стомана трябва да докосват фланци от неръждаема стомана, покрийте болтовете или, по-добре, използвайте съвместим сплав, за да не бъдат жертваните.
Околната среда усилва или намалява ефекта. По-високата проводимост, както в морската вода, позволява на галваничния ток да пътува по-далеч по тръбата и да разшири атаката далеч зад съединението; при ниска проводимост – прясна вода или кондензат – поврежданията остават близо до контакта. Температурата, съдържанието на кислород и потокът също влияят върху скоростите, поради което същата двойка се държи по един начин на морска палуба и по друг начин на затоплена вътрешна тръбна линия.

Комплекти за изолация и изолиращи фланцови комплекти
При фланцево съединение най-надеждният начин за фиксиране е комплект за изолация на фланец. Той включва пълноповърхностен или тип-E изолиращ уплътнителен кръг, заедно с изолиращи ръкави по всеки болт и изолиращи шайби под главите на болтовете и гайките, както и стоманени подложни шайби. При правилна инсталация комплектът не оставя метално-метален контакт между фланцовите повърхности или през болтовете, така че дори при намокряне на двата метала не може да се образува галванична клетка.
За резбови съединения диелектричните съединители и неметалните спойлерни части изпълняват същата функция. Изберете уплътнителния кръг според работната температура и налягане, тъй като както уплътнителният, така и изолиращият елемент трябва да издържат зададената експлоатационна нагрузка. След монтажа електрическият тест за непрекъснатост през съединението показва дали изолацията е действителна, а не само предполагаема.

Покрития и проектиране
Покритията намаляват пътя на електролита. Правилото, което обърква хората: покрийте катода или и двете метала, но никога само анода. Ако покриете само анода, всяка празнина или драскотина оголва малка анодна област спрямо голям катод, което възстановява опасното съотношение на площи и води до бързо образуване на корозионни ями в дефекта. Ако вместо това покриете благородния неръждаем стоманен катод, намалявате ефективната площ на катода и забавяте целия елемент.
Добре изпълнените детайли завършват работата. Държете съединенията извън застояла вода и осигурете им отводняване, за да не остава електролитът. Избягвайте процепи и влажни зони, където отлаганията задържат влага. Където е възможно, използвайте съвместими материали по цялата мокра линия или вмъкнете ролка от материал с промеждутъчно потенциално ниво. При заровени или потопени приложения често се прилага катодна защита, но проектирането трябва да вземе предвид, че неръждаемата стомана е катодна, и да осигури правилно разпределение на защитните токове.

Откриване и гарантиране на качеството
Редовната инспекция открива галваничната корозия, докато още е евтино да се поправи. Търсете концентрирана ръжда и загуба на метал в по-малко благородната част на съединението, особено при фиксиращи елементи, резбовани тръбни нипли и фланцови повърхности. Ултразвуковите измервания на дебелината проследяват загубата на стенка, а визуалната проверка на цялостта на покритието показва изложени аноди.
Нищо от това не е валидно без надежден контрол на материала. Wenqiang осигурява положителна идентификация на материала, за да се потвърди сплавта във всяко съединение, сертификати за изпитване на материала според EN 10204 3.1 или 3.2 за пълна проследимост, както и фитинги и фланци, произведени според стандарти ASTM и ASME в рамките на ISO 9001. Правилният подбор на метали, изолационните компоненти и съотношенията на повърхностите още на етапа на проектиране струва далеч по-малко, отколкото по-късно да се изваждат корозиралите съединения, и гарантира правилната работа на съединенията между различни метали през целия срок на експлоатация на системата.

Често задавани въпроси
В: Корозира ли неръждаемата стомана в галванична двойка?
А: Обикновено не; неръждаемата стомана обикновено е по-благородната катода, поради което свързаната въглеродна стомана, алуминий или цинк се корозират по-бързо, докато неръждаемата стомана е защитена. Изключението са необичайни химически среди, при които неръждаемата стомана става активна.
В: Кой метал трябва да покрия, за да спра галваничната корозия?
А: Покрийте катода или и двата метала, никога само анода. Покриването само на анода концентрира атаката върху всеки дефект в покритието поради неблагоприятното съотношение на повърхностите.

За фланци и фитинги от неръждаема стомана, готови за изолация, свържете се с Zhejiang Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/