Elektrocheminė korozija prie skirtingų metalų sujungimų: izoliavimo strategijos nerūdijančiojo plieno vamzdžiams

Elektrocheminė korozija pasireiškia, kai du skirtingi metalai yra sujungti elektriškai elektrolito aplinkoje: mažiau brangusis metalas tada koroduoja greičiau nei būtų korodavęs atskirai. Jungiant nerūdijantįjį plieną su anglies plienu, variu arba aliuminiu drėgnoje aplinkoje nerūdijantysis plienas dažniausiai veikia kaip katodas, todėl jis pagreitina kito metalo pažeidimą. Sprendimas – nutraukti elektrinį ryšį naudojant izoliuojančius flanšų rinkinius, dielektrines sąjungas, nemetalines tarpines ir apvalkalus arba apsauginius dengalus, taip pat projektuoti palankius paviršiaus plotų santykius. „Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd.“ tiekia nerūdijančiojo plieno vamzdžius, armatūrą ir flanšus bei teikia rekomendacijas, kaip tinkamai suprojektuoti šias jungtis.

Kaip susidaro elektrocheminė elementinė grandinė
Tris dalykai turi sutapti, kad įvyktų galvaninė korozija: du metalai su skirtingu elektrocheminiu potencialu, elektrinis ryšys tarp jų ir bendras elektrolitas, pvz., jūros vanduo, kondensatas ar drėgnas nuosėdų sluoksnis. Pašalinus bet kurį iš šių trijų dalykų, „elementas“ nustoja veikti. Kuo didesnis potencialų skirtumas tarp dviejų metalų, tuo stipresnė varomoji įtampa ir tuo greičiau tirpsta anodas. Nerūdijantis plienas yra arti aukšto („didybės“) galo praktinėje galvaninėje eilėje jūros vandenyje, todėl jis dažniausiai lieka apsaugotas, o prie jo pritvirtintas anglies plienas, aliuminis ar cinkas patiria žalą.

Galvaninė eilė ir santykinė rizika
Inžinieriai metalus klasifikuoja pagal jų korozijos potencialą tam tikrame elektrolite. Kuo platesnis skirtumas, tuo didesnė rizika. Žemiau pateiktoje lentelėje pateikta dažniausiai pasitaikančių metalų porų, sujungtų su nerūdijančiu plienu, vieta chloridų turinčioje aplinkoje.

Viena atsargumo priemonė sujungiant nerūdijantįjį plieną su nerūdijančiuoju plieno: elektrocheminės korozijos rizika maža, tačiau aktyvių ir pasyvių sąlygų maišymas arba jungimas su grafitinėmis tarpinėmis vis tiek gali sukurti elektros elementą, todėl medžiagų ir tarpinių pasirinkimas vis dar svarbus.

Paviršiaus ploto santykio poveikis
Paviršiaus ploto santykis gali paversti valdomą situaciją greitu gedimu arba atvirkščiai. Korozijos srovė turi išsisklaidyti per anodą; jei mažas anodas yra sujungtas su dideliu katodu, visa srovė susikaupia mažame plote, sukeliant intensyvią, lokalizuotą pažeidimą. Klasikinis blogas atvejis – mažas anglies plieno komponentas, tvirtinimo detalė ar trumpas vamzdelis, pritvirtintas prie didelio nerūdijančiojo plieno paviršiaus. Nerūdijantysis plienas kaip katodas „suvalgo“ mažą anglies plieno anodą.
Geras atvejis yra veidrodis: didelis anodas ir mažas katodas išsisklaido srovę plonai, todėl anodas koroduoją lėtai ir priimtinai. Patogus taisyklė – mažus anodinius elementus laikyti toli nuo didelių katodinių nerūdijančiojo plieno plotų. Jei anglies plieno varžtai privalo liestis su nerūdijančiojo plieno flanšais, reikia padengti varžtus arba, dar geriau, naudoti suderinamą lydinį, kad jie nebūtų aukojami.
Aplinka stiprina arba sumažina šį poveikį. Didesnė laidumas, pvz., jūros vandenyje, leidžia galvaninei srovei keliauti toliau vamzdyje ir ištempti puolimą žymiai už jungties; mažesnio laidumo gryname vandenyje ar kondensate žalos ribojamos arti sąlyčio vietos. Temperatūra, deguonies kiekis ir srovės greitis taip pat keičia korozijos tempus, todėl tas pats metalų pora elgiasi vienaip jūrų laive, o kitaip šildomoje patalpoje esančioje vamzdyno linijoje.

Izoliaciniai rinkiniai ir izoliuojantys flanšų rinkiniai
Patikimiausias spindulio jungties tvirtinimas – izoliacinis flanšo rinkinys. Jis sudarytas iš viso paviršiaus arba E tipo izoliuojančios tarpinės, kiekvieno varžto izoliuojančių įdėklų, izoliuojančių plokštelių po varžtų galvutėmis ir veržlėmis bei plieninių atraminės plokštelių. Teisingai sumontavus rinkinį, tarp flanšo paviršių arba per varžtus nebelieka jokio metalo į metalą kelio, todėl net esant abiem metalams drėgnoms sąlygoms, elektrocheminė elementinė grandinė negali susidaryti.
Sukimųjų jungčių atveju dielektrinės sąjungos ir nemetalinės „spool“ detalės atlieka tą pačią funkciją. Pasirinkite tarpinę pagal eksploatacijos temperatūrą ir slėgį, nes tiek sandarinantis, tiek izoliuojantis elementas turi atlaikyti veikiančią apkrovą. Sumontavus jungtį, elektrinės srovės nuotėkio tikrinimas per jungtį parodo, kad izoliacija yra tikroji, o ne tik prielaidinė.

Dangos ir konstravimo praktikos
Dangos sutrumpina elektrolito kelią. Taisyklė, kuri dažnai klaidina žmones: dengti katodą arba abu metalus, bet niekada tik anodą. Jei dengiamas tik anodas, bet koks defektas ar brūkšnys atskleidžia mažą anodinę sritį prie didelio katodo, kuris vėl sukuria pavojingą ploto santykį ir greitai sukelia korozijos duobutes defekto vietoje. Vietoje to dengiant nobilią nerūdijančiojo plieno katodą sumažinamas veiksmingas katodo plotas ir sulėtėja visos lankstos veikimas.
Gerai detalės užtikrina likusią apsaugą. Išvengti sąnarių, kurie liečiasi su stovinčiu vandeniu, ir užtikrinti jų nutekėjimą, kad elektrolitas nebetiktų. Vengti įtrūkimų ir purvinų vietų, kur nusėdęs purvas laiko drėgmę. Jei įmanoma, visoje drėgnoje linijoje naudoti suderinamus medžiagų tipus arba įterpti ritinėlį tarpinės potencialo medžiagos. Po žeme ar panardintose sistemose dažnai taikoma katodinė apsauga, tačiau projektuotojas turi prisiminti, kad nerūdijantis plienas yra katodinis, ir tinkamai paskirstyti apsauginius srovės tekėjimus.

Aptikimas ir kokybės užtikrinimas
Įprastinė inspekcija leidžia aptikti galvaninį poveikį, kai dar nesudėtinga ir nebrangu jį pašalinti. Ieškokite susikaupusio rūdžio ir metalo praradimo mažiau aukštosios elektrinės potencialo pusėje sujungimo vietoje, ypač tvirtinimo elementuose, sriegiuotuose adapteriuose ir flanšų paviršiuose. Ultragarsiniai storio matavimai stebi sienelės storio mažėjimą, o vizualinis dengimo vientisumo patikrinimas parodo eksponuotus anodus.
Nieko iš šių priemonių neveiks be patikimos medžiagų kontrolės. „Wenqiang“ užtikrina teigiamą medžiagų identifikavimą, kad būtų patvirtinta lydinio rūšis kiekviename sujungime, taip pat pateikia EN 10204 3.1 arba 3.2 medžiagų bandymo sertifikatus visiškai sekamumui užtikrinti ir įrenginius bei flanšus, pagamintus pagal ASTM ir ASME standartus, atitinkančius ISO 9001 reikalavimus. Teisingas metalų pasirinkimas, izoliacinės detalės ir plotų santykiai projektavimo etape kainuoja žymiai mažiau nei vėlesnis korozijos pašalinimas iš sukorodavusių sujungimų, o tai taip pat užtikrina, kad skirtingų metalų sujungimai veiktų visą sistemos tarnavimo laiką.

Dažniausiai užduodami klausimai
K: Ar nerūdijantis plienas koroduoja galvaninėje poroje?
A: Paprastai ne; nerūdijanti plieno paviršius dažniausiai yra aktyvesnė katodinė medžiaga, todėl sujungtas anglies plienas, aliuminis ar cinkas koroduoja greičiau, o nerūdijantis plienas lieka apsaugotas. Išimtis – netipiškos cheminės sąlygos, kai nerūdijantis plienas tampa aktyvus.
K: Kurį metalą reikėtų padengti, kad sustabdyti elektrocheminę koroziją?
A: Reikėtų padengti katodą arba abu metalus, bet niekada tik anodą. Jei padengiamas tik anodas, bet koks dengalo defektas koncentruoja puolimą dėl nepalankaus plotų santykio.

Norėdami gauti izoliacijai paruoštų nerūdijančiojo plieno flanšų ir jungčių, susisiekite su „Zhejiang Wenqiang“: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/