Coroziunea galvanică la îmbinările dintre metale diferite: Strategii de izolare pentru conductele din oțel inoxidabil

Coroziunea galvanică apare atunci când două metale diferite sunt conectate electric în prezența unui electrolit: metalul mai puțin nobil se corodează mai rapid decât ar face-o în mod natural. Dacă se unește oțelul inoxidabil cu oțelul carbon, cuprul sau aluminiul într-un mediu umed, oțelul inoxidabil este, de obicei, catodul, astfel încât accelerează coroziunea celuilalt metal. Soluția constă în întreruperea căii electrice, folosind seturi de flanșe izolante, îmbinări dielectrice, garnituri și manșoane nemetalice sau învelișuri protectoare, precum și în proiectarea unor raporturi de arii favorabile. Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. furnizează țevi, racorduri și flanșe din oțel inoxidabil, împreună cu orientări privind detalierea corectă a acestor îmbinări.

Modul de formare a celulei galvanice
Trebuie îndeplinite trei condiții pentru ca să apară coroziunea galvanică: două metale cu potențial electrochimic diferit, o legătură electrică între ele și un electrolit comun, cum ar fi apa de mare, condensul sau un depozit umed. Înlăturați oricare dintre acestea și celula devine inactivă. Cu cât este mai mare diferența de potențial între cele două metale, cu atât este mai mare tensiunea de acționare și mai rapid se dizolvă anodul. Oțelul inoxidabil se află în apropierea capătului nobil al seriei galvanice practice în apă de mare, astfel încât tinde să rămână protejat, în timp ce șuruburile din oțel carbon, aluminiu sau zinc fixate de el suferă deteriorarea.

Seria galvanică și riscul relativ
Inginerii clasifică metalele în funcție de potențialul lor de coroziune într-un anumit electrolit. Cu cât este mai mare diferența, cu atât este mai mare riscul. Tabelul de mai jos clasifică perechile frecvente cu oțelul inoxidabil într-un mediu care conține cloruri.

O precauție privind îmbinările dintre piese din oțel inoxidabil: riscul galvanic este scăzut, dar combinarea condițiilor active și pasive sau cuplarea cu garnituri din grafit pot totuși iniția un element galvanic; deci alegerea materialelor și a garniturilor rămâne esențială.

Efectul raportului de arii
Raportul de arii poate transforma o situație controlabilă într-o deteriorare rapidă, sau invers. Curentul de coroziune trebuie să se distribuie pe anod; dacă se plasează un anod mic împotriva unui catod mare, întregul curent se concentrează pe o suprafață mică, provocând o atacare intensă și localizată. Cazul clasic nefavorabil este o piesă mică din oțel carbon, de exemplu o piuliță sau un racord scurt, fixată pe o suprafață mare din oțel inoxidabil. Catodul din oțel inoxidabil distruge anodul mic din oțel carbon.
Cazul favorabil este imaginea în oglindă: un anod mare și un catod mic împrăștie curentul subțire, astfel încât anodul se corodează lent și în mod acceptabil. O regulă practică este să țineți piesele mici anodice departe de suprafețele mari catodice din oțel inoxidabil. Dacă șuruburile din oțel carbon trebuie să atingă flanșele din oțel inoxidabil, acoperiți șuruburile sau, mai bine, folosiți un aliaj compatibil, astfel încât acestea să nu fie sacrificate.
Mediul amplifică sau atenuează efectul. Conductivitatea mai ridicată, cum ar fi cea din apa de mare, permite curentului galvanic să parcurgă o distanță mai mare de-a lungul țevii și să extindă zona de atac mult dincolo de îmbinare; în apa dulce sau în condensat, unde conductivitatea este scăzută, deteriorarea rămâne localizată în apropierea contactului. Temperatura, conținutul de oxigen și debitul influențează, de asemenea, vitezele de coroziune, motiv pentru care același cuplu se comportă într-un anumit mod pe o punte marină și în alt mod pe o conductă interioară încălzită.

Kituri de izolare și seturi de flanșe izolante
La o îmbinare cu flanșă, cea mai sigură soluție este un kit de izolare pentru flanșe. Acesta combină o garnitură izolantă cu față completă sau de tip E cu manșoane izolante care acoperă fiecare șurub și cu platbande izolante sub capetele șuruburilor și piulițe, plus platbande de sprijin din oțel. Dacă este montat corect, kitul nu lasă nicio cale metal-metal între fețele flanșelor sau prin șuruburi, astfel încât niciun element galvanic nu poate apărea, chiar dacă ambele metale sunt ude.
Pentru îmbinările filetate, uniunile dielectrice și piesele intermediare nemetalice îndeplinesc aceeași funcție. Alegeți garnitura în funcție de temperatura și presiunea de serviciu, deoarece atât elementul de etanșare, cât și cel izolant trebuie să reziste condițiilor de exploatare. După asamblare, o verificare a continuității electrice pe întreaga îmbinare vă confirmă că izolarea este reală, nu doar presupusă.

Straturi de acoperire și practici de proiectare
Straturile de acoperire reduc traseul electrolitului. Regula care induce în eroare: acoperiți catodul sau ambele metale, niciodată doar anodul. Dacă acoperiți doar anodul, orice defect sau zgârietură expune o suprafață anodică mică către un catod mare, recreând astfel raportul periculos de arie și provocând coroziune localizată rapidă la defect. Dacă, dimpotrivă, acoperiți catodul nobil din oțel inoxidabil, reduceți aria efectivă a catodului și încetiniți întreaga celulă.
Detalierea corectă asigură restul. Țineți îmbinările departe de apa stagnantă și asigurați-le drenaj, astfel încât electrolitul să nu rămână stagnat. Evitați crăpăturile și zonele unde depozitele rețin umiditatea. Acolo unde este posibil, folosiți materiale compatibile pe întreaga zonă umedă sau introduceți o bobină dintr-un material cu potențial intermediar. În serviciul îngropat sau imers, se adaugă adesea protecție catodică, dar proiectantul trebuie să țină cont că oțelul inoxidabil este catodic și să distribuie corect curenții de protecție.

Detectare și asigurare a calității
Inspecia regulată detectează atacul galvanic în timp ce este încă ieftin de remediat. Căutați rugină concentrată și pierdere de metal pe partea mai puțin nobilă a unei îmbinări, în special la elementele de fixare, racordurile filetate și fețele flanșelor. Măsurătorile ultrasonice ale grosimii urmăresc pierderea peretelui, iar o verificare vizuală a integrității stratului de acoperire evidențiază anozii expuși.
Niciuna dintre aceste măsuri nu este eficientă fără un control riguros al materialelor. Wenqiang oferă identificarea pozitivă a materialului, astfel încât aliajul de la fiecare îmbinare să fie confirmat, certificate de încercare a materialelor conform EN 10204 3.1 sau 3.2 pentru o trasabilitate completă, precum și racorduri și flanșe fabricate conform referințelor ASTM și ASME, în cadrul standardului ISO 9001. Alegerea corectă a metalelor, a echipamentelor de izolare și a raporturilor de suprafață încă de la etapa de proiectare costă mult mai puțin decât excavarea ulterioară a îmbinărilor corodate și asigură funcționarea conexiunilor între metale diferite pe întreaga durată de viață a sistemului.

Întrebări frecvente
Î: Corodează oțelul inoxidabil într-o cuplă galvanică?
R: De obicei, nu; oțelul inoxidabil este, în mod tipic, catoda mai nobilă, astfel încât oțelul carbon, aluminiul sau zincul cuplat se corodează mai rapid, în timp ce oțelul inoxidabil este protejat. Excepția este reprezentată de chimii neobișnuite, în care oțelul inoxidabil devine activ.
Î: Ce metal trebuie vopsit pentru a opri coroziunea galvanică?
R: Vopsiți catoda sau ambele metale, niciodată doar anoda. Vopsirea doar a anodei concentrează atacul în orice defect al stratului de vopsea datorită raportului nefavorabil de suprafețe.

Pentru flanșe și racorduri din oțel inoxidabil pregătite pentru izolare, contactați Zhejiang Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/