Galvaniskā korozija dažādu metālu savienojumos: izolācijas stratēģijas nerūsējošā tērauda cauruļvadiem

Galvaniskā korozija rodas, kad divi dažādi metāli elektriski savienoti elektrolīta klātbūtnē: mazāk nobilais metāls tad korodē ātrāk, nekā tas būtu pašam par sevi. Savienojot nerūsējošo tēraudu ar oglekļa tēraudu, varu vai alumīniju mitrā vidē, nerūsējošais tērauds parasti ir katods, tāpēc tas paātrina citā metāla iznīcināšanu. Risinājums ir pārtraukt elektrisko ceļu, izmantojot izolētus flanču komplektus, dielektriskās savienojumus, nemetāliskās blīves un apvalkus vai aizsargpārklājumus, kā arī veidot piemērotus laukumu attiecības. Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. piegādā nerūsējošā tērauda caurules, savienojumus un flančus, kā arī norādījumus, kā šos savienojumus pareizi izveidot.

Kā veidojas galvaniskā elements
Lai notiktu galvaniskā korozija, jāsaplūst trīs lietām: diviem metāliem ar atšķirīgu elektroķīmisko potenciālu, elektriskai saitei starp tiem un kopīgam elektrolītam, piemēram, jūras ūdenim, kondensātam vai mitram nogulsnējumam. Ja vienu no šīm trim lietām novērš, ķēde pārstāj darboties. Jo lielāks ir potenciālu starpības spraugas lielums starp abiem metāliem, jo stiprāks ir dzinējspriegums un jo ātrāk anods izšķīst. Nerūsīgais tērauds atrodas tuvu nobilajam galam praktiskajā galvaniskajā rindā jūras ūdenī, tāpēc tas parasti paliek aizsargāts, kamēr pie tā pieskrūvētais oglekļa tērauds, alumīnijs vai cinks cieš bojājumus.

Galvaniskā rinda un relatīvais risks
Inženieri metālus klasificē pēc to korozijas potenciāla konkrētā elektrolītā. Jo platāks ir spraugas lielums, jo augstāks ir risks. Zemāk esošā tabula klasificē bieži sastopamos metālu pārus ar nerūsīgo tēraudu hlorīdu saturošā vidē.

Viens brīdinājums par nerūsējošā tērauda savienojumiem: galvaniskās korozijas risks ir zems, taču aktīvo un pasīvo apstākļu sajaukšana vai savienošana ar grafīta blīvēm joprojām var izraisīt strāvas elementu, tāpēc materiālu un blīvju izvēle joprojām ir būtiska.

Virsma–attiecības efekts
Virsma–attiecības efekts var pārvērst kontrolējamu situāciju ātrā sabrukumā vai otrādi. Korozijas strāvai jāizplatās pa anodi; ja maza anode tiek novietota pret lielu katodi, visa strāva koncentrējas uz ļoti nelielu virsmu, radot intensīvu, lokalizētu bojājumu. Klasiskais piemērs ir mazs oglekļa tērauda elements — skrūve vai īss caurules gabals — kas pieskrūvēts lielai nerūsējošā tērauda virsmai. Nerūsējošā tērauda katode ‘apēd’ mazo tērauda anodi.
Labs gadījums ir spoguļattēls: liels anods un mazs katods izkliedē strāvu, tādējādi anods korodē lēni un pieļaujamā apmērā. Noderīgs noteikums ir turēt mazas anodiskās detaļas tālu no lieliem katodiskiem nerūsējošā tērauda laukumiem. Ja oglekļa tērauda skrūves jāpieskar nerūsējošā tērauda flančiem, skrūves jāpokrāj vai, vēl labāk, jāizmanto savietojama sakausējuma skrūves, lai tās netiktu „upurētas“.
Vide ietekmē šo efektu stiprāku vai vājāku. Augstāka vadītspēja, piemēram, jūras ūdenī, ļauj galvaniskajai strāvai pārvietoties tālāk pa cauruli un izplatīt koroziju tālu aiz savienojuma; zema vadītspēja, piemēram, saldūdenī vai kondensātā, ierobežo bojājumus tikai kontaktvietas tuvumā. Temperatūra, skābekļa saturs un plūsmas ātrums arī ietekmē ātrumus, tāpēc viena un tā pati metālu kombinācija var rīdīties citādi uz kuģa klāja un citādi uz sildītas iekštelpu caurules.

Izolācijas komplekti un izolējošie flanču komplekti
Uz flanģa savienojuma uzticamākais risinājums ir flanģa izolācijas komplekts. Tas sastāv no pilnīgas virsmas vai E veida izolējošās blīves, izolējošiem vārpstas korpussiem katram skrūvju caurumam un izolējošām gredzenveida blīvēm zem skrūvju galviņām un uzgriežņiem, kā arī no tērauda atbalsta gredzenveida blīvēm. Pareizi uzstādīts komplekts neļauj izveidoties metāla–metāla savienojumam ne pa flanģa virsmām, ne caur skrūvēm, tāpēc pat tad, ja abi metāli ir mitri, elektroķīmiskā elements neveidojas.
Vītņotiem savienojumiem dielektriskās savienotājvienības un nemetāliskās starpsavienojošās daļas veic to pašu funkciju. Izvēlieties blīvi atbilstoši ekspluatācijas temperatūrai un spiedienam, jo gan blīvējošais, gan izolējošais elements ir jāiztur darba slodze. Pēc montāžas elektriskās caurlaidības pārbaude caur savienojumu apstiprina, ka izolācija faktiski pastāv, nevis tikai tiek pieņemta kā dots.

Pārklājumi un konstruēšanas prakse
Pārklājumi saīsina elektrolīta ceļu. Noteikums, kas bieži mulsina: pārklājiet katodu vai abus metālus, nekad tikai anodu. Ja pārklājat tikai anodu, tad jebkura nepārklāta vieta vai rieva atklāj mazu anodisko zonu lielam katodam, kas atkal izveido bīstamo laukuma attiecību un ātri veido dziļas bedrītes defekta vietā. Ja vietējā vietā pārklājat noblīdēto nerūsējošā tērauda katodu, tad samazināt efektīvo katoda laukumu un palēnināt visu šūnu darbību.
Lieliski detaļu risinājumi nodrošina pārējo. Turiet savienojumus ārpus stāvoša ūdens un nodrošiniet tiem noteci, lai elektrolīts nepaliktu stāvot. Izvairieties no spraugām un kompresēm, kur nogulsnēs uzkrājas mitrums. Tur, kur iespējams, visā mitrajā līnijā izmantojiet savietojamus materiālus vai ievietojiet starppotenciāla spoli. Apbedītai vai iegrimtai ekspluatācijai bieži pievieno katodisko aizsardzību, taču projektētājam jāatceras, ka nerūsējošais tērauds ir katodisks, un jānodrošina pareiza aizsardzības strāvu sadale.

Atklāšana un kvalitātes nodrošināšana
Regulārās pārbaudes ļauj laikus noteikt galvanisko uzbrukumu, kad tā novēršana vēl ir lēta. Meklējiet koncentrētu rūsu un metāla zudumu mazāk nobilajā savienojuma pusē, īpaši pie stiprinājumiem, vītņotajām caurulītēm un flanču virsmām. Ultraskaņas biezuma mērījumi reģistrē sienas iztukšošanos, bet vizuāla pārbaude par pārklājuma integritāti norāda uz atklātiem anodiem.
Ne viena no šīm pasākumiem nav efektīva bez kvalitatīvas materiālu kontroles. Wenqiang nodrošina pozitīvu materiālu identifikāciju, lai katrā savienojumā būtu apstiprināta sakausējuma veida, EN 10204 3.1 vai 3.2 materiālu testa sertifikātus pilnai izsekojamībai, kā arī ASTM un ASME standartiem atbilstošus savienojumus un flančus, kas ražoti saskaņā ar ISO 9001 standartu. Pareizu metālu, izolācijas komponentu un platību attiecību noteikšana projektēšanas stadijā izmaksā daudz mazāk nekā vēlākā bojāto savienojumu izrakšana, un tā nodrošina, ka dažādu metālu savienojumi darbosies visu sistēmas ekspluatācijas laiku.

Bieži uzdotie jautājumi
J: Vai nerūsīgais tērauds korodē galvaniskā pārī?
A: Parasti nē; nerūsējošais tērauds parasti ir nobilākais katods, tāpēc savienotais oglekļa tērauds, alumīnijs vai cinks korodē ātrāk, kamēr nerūsējošais tērauds ir aizsargāts. Izņēmums ir nenobriedušas ķīmiskās vides, kur nerūsējošais tērauds kļūst aktīvs.
J: Kuru metālu man jāpokrāj, lai apturētu galvanisko koroziju?
A: Pokrājiet katodu vai abus metālus, nekad tikai anodu. Tikai anoda pārklāšana koncentrē uzbrukumu jebkurā pārklājuma defektā, jo nepatīkamā platību attiecība.

Par izolācijai gatavajām nerūsējošā tērauda flanču un savienojumu detaļām sazinieties ar Zhejiang Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/