Galvanisk korrosjon ved forbindelser mellom ulike metaller: Isoleringsstrategier for rør av rustfritt stål

Galvanisk korrosjon oppstår når to ulike metaller er elektrisk forbundet i nærvær av en elektrolytt: det mindre edle metallet korroderer da raskere enn det ville gjort alene. Koble sammen rustfritt stål med karbonstål, kobber eller aluminium i en fuktig omgivelse, og rustfritt stål er vanligvis katoden, slik at det driver raskere angrep på det andre metallet. Løsningen er å bryte den elektriske forbindelsen ved å bruke isolerende flenssett, dielektriske skruer, ikke-metalliske pakninger og manchetter eller beskyttende belegg, samt å utforme gunstige arealforhold. Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. leverer rør, fittings og flenser av rustfritt stål, samt veiledning for riktig detaljering av slike forbindelser.

Hvordan galvanisk celle dannes
Tre ting må samsvare for galvanisk korrosjon: to metaller med ulik elektrokjemisk potensial, en elektrisk forbindelse mellom dem og en felles elektrolytt som f.eks. sjøvann, kondensat eller en fuktig avleiring. Fjern én av disse, og cellen slukker. Jo større potensialforskjellen mellom de to metallene er, jo sterkere er drivspenningen og jo raskere løser anoden seg opp. Rustfritt stål ligger nær den edle enden av den praktiske galvaniske rekkefølgen i sjøvann, så det har ofte beskyttelse, mens karbonstål, aluminium eller sink som er skrudd til det, lider skade.

Den galvaniske rekkefølgen og den relative risikoen
Ingeniører rangerer metaller etter deres korrosjonspotensial i en gitt elektrolytt. Jo større avstanden i rekkefølgen er, jo høyere er risikoen. Tabellen nedenfor rangerer vanlige metallpar med rustfritt stål i et kloridholdig miljø.

Én advarsel angående rustfritt-stål-til-rustfritt-stål-forbindelser: galvanisk risiko er lav, men blanding av aktive og passive forhold, eller kobling til grafitpakninger, kan likevel utløse en galvanisk celle, så valg av materiale og pakning er fortsatt viktige.

Arealforholdseffekten
Arealforholdet kan omgjøre en håndterbar situasjon til en rask svikt – eller motsatt. Korrosjonsstrømmen må spre seg over anoden; plasser en liten anode mot en stor katode, og hele strømmen fokuseres på et svært lite område, noe som fører til intens, lokal angrep. Den klassiske dårlige situasjonen er en liten karbonstålkomponent, for eksempel en skrue eller en kort rørdel, festet til en stor rustfritt ståloverflate. Den rustfrie katoden angriper den lille stålanoeden kraftig.
Det gode tilfellet er speilbildet: En stor anode og en liten katode spre strømmen tynn, slik at anoden korroderer sakte og innenfor akseptable grenser. En praktisk regel er å holde små anodiske deler unna store katodiske rustfrie områder. Hvis bolter av karbonstål må komme i kontakt med rustfrie flenser, må boltene belegges – eller enda bedre: bruk en kompatibel legering, slik at de ikke blir offer.
Miljøet forsterker eller svekker effekten. Høyere ledningsevne, som i sjøvann, lar den galvaniske strømmen reise lenger langs røret og utvide angrepet langt forbi skjøten; i ferskvann eller kondensat med lav ledningsevne begrenses skaden til området nær kontaktpunktet. Temperatur, oksygeninnhold og strømningshastighet påvirker også korrosjonshastigheten, noe som forklarer hvorfor samme metallkobling oppfører seg ulikt på et marint dekk og på en oppvarmet innendørs rørledning.

Isolasjonssett og isolerende flenssett
Ved en flensforbindelse er det mest pålitelige fikspunktet et flensisoleringssett. Det kombinerer en helplate- eller type-E-isolerende pakning med isolerende hylser rundt hver bolt og isolerende skiver under bolthodene og mutterne, samt stålunderlagsskiver. Når det monteres riktig, etterlater settet ingen metall-til-metall-forbindelse over flensflatene eller gjennom boltene, slik at ingen galvanisk celle kan dannes – selv om begge metallene er våte.
For gjengede forbindelser utfører dielektriske unioner og ikke-metalliske spool-deler den samme oppgaven. Velg pakningen basert på driftstemperatur og -trykk, siden både tettingselementet og isoleringselementet må tåle belastningen. Etter montering viser en elektrisk kontinuitetskontroll over forbindelsen om isoleringen er virkelig – og ikke bare antatt.

Belegg og konstruksjonsprinsipper
Belag kutter elektrolytbanen. Regelen som ofte forvirrer folk: belegg katoden, eller belegg begge metallene, aldri bare anoden. Hvis du belegger bare anoden, vil enhver feil eller skrapskade avdekke et lite anodisk område mot en stor katode, noe som gjenoppretter den farlige arealforholdet og fører til rask sprekking ved feilen. Hvis du i stedet belegger den edle rustfrie katoden, reduserer du den effektive katodearealet og senker hastigheten for hele cellen.
God detaljering dekker resten. Hold ledd unna stående vann og gi dem drenering slik at elektrolytten ikke står stille. Unngå sprekker og fuktige områder der avleiring kan fange fukt. Der det er mulig, bruk kompatible materialer gjennom hele det våte systemet, eller sett inn en spole med mellomliggende potensial. Ved underjordisk eller nedsenkta drift legges ofte katodisk beskyttelse til, men konstruktøren må huske at rustfritt stål er katodisk og sikre at beskyttelsesstrømmene fordeler seg riktig.

Deteksjon og kvalitetssikring
Vanlig inspeksjon oppdager galvanisk angrep mens det fremdeles er billig å fikse. Se etter konsentrert rust og metalltap på den mindre edle siden av en leddforbindelse, spesielt ved skruer, gjengerør og flensflater. Ultralydtykkemålinger registrerer vegg-tap, og en visuell sjekk av beleggintegritet signaliserer eksponerte anoder.
Ingen av disse tiltakene fungerer uten solid materiellkontroll. Wenqiang tilbyr positiv materialeidentifikasjon slik at legeringen ved hver leddforbindelse bekreftes, EN 10204 3.1- eller 3.2-materialeprøvesertifikater for full sporbarehet, samt rørarmatur og flenser produsert i henhold til ASTM- og ASME-standarder under ISO 9001. Å velge riktige metaller, isoleringsutstyr og arealforhold allerede i tegnebordfasen koster langt mindre enn å grave ut korroderte leddforbindelser senere – og sikrer at forbindelser mellom ulike metaller fungerer i hele systemets levetid.

Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Korroderer rustfritt stål i en galvanisk kobling?
A: Vanligvis ikke; rustfritt stål er vanligvis den mer edle katoden, så det kobla karbonstålet, aluminiumet eller sinket korroderer raskare mens rustfritt stål blir beskytta. Unntaket er uvanlege kjemiske forhold der rustfritt stål blir aktivt.
S: Kva metall bør eg dekke for å hindra galvanisk korrosjon?
A: Dekk katoden eller begge metallane, aldri berre anoden. Å berre dekkja anoden konsentrerer angrepet ved eventuelle dekkfeil på grunn av den ugunstige arealfordelinga.

For isolasjonsklare rustfrie flensar og fittinger, ta kontakt med Zhejiang Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/