شکست سوراخ شدن خوردگی گالوانیکی زمانی رخ می دهد که لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ 316 در حالی که در محیط الکترولیت رسانا غوطه ور می شوند، به طور الکتریکی به اجزای فلزی غیر مشابه متصل می شوند. دو فلز با پتانسیل های الکترودی متفاوت به طور خود به خود یک سلول گالوانیکی ماکروسکوپی را تشکیل می دهند. فلز با پتانسیل کمتر به عنوان آند عمل می کند و تحت انحلال سریع و نازک شدن حفره ای قرار می گیرد، در حالی که فولاد ضد زنگ ممکن است ترجیحاً خورده شود یا به عنوان کاتد برای آسیب ناشی از تکامل هیدروژن عمل کند. نازک شدن موضعی دیوار در نهایت به سوراخ های نافذ و نشتی متوسط تبدیل می شود. این شکست در اتصالات رزوه ای، موقعیت های اتصال لوله و مکان هایی که فولاد ضد زنگ در تماس مستقیم با قطعات فولاد کربنی، مس و آلومینیوم است، رایج است.
1. مکانیسم توسعه سلول های گالوانیکی و خوردگی
مواد فلزی مختلف دارای پتانسیل خوردگی طبیعی متمایز در محیط خورنده آبی هستند. هنگامی که فولاد ضد زنگ محکم با فولاد کربنی یا سایر فلزات پایه جفت می شود و یک فیلم مایع رسانا پیوسته روی سطح تماس وجود دارد، یک مدار خوردگی گالوانیکی بسته تشکیل می شود. فلز آند الکترون ها را از دست می دهد و به سرعت حل می شود و سطح کاتد واکنش کاهش یون های اکسیژن یا هیدروژن را تسریع می کند. اگر فولاد ضد زنگ 316 تحت تطابق پتانسیل به آند تبدیل شود، لایه غیرفعال آن به طور مداوم کنده می شود و حفره های خوردگی موضعی به سمت داخل منبسط می شوند. حتی زمانی که فولاد ضد زنگ به عنوان کاتد عمل میکند، بارش طولانیمدت هیدروژن باعث شکنندگی هیدروژن و ایجاد تاولهای سطحی میشود. بر خلاف خوردگی یکنواخت ناشی از فرسایش مستقیم متوسط، این آسیب ناشی از اختلاف پتانسیل بین فلزات ناهمگن است تا انحلال شیمیایی یک ماده.
2. موقعیت های معمولی مستعد خوردگی گالوانیکی
اتصالاتی که لولههای فولادی ضد زنگ مستقیماً به پایههای فولاد کربنی و نازلهای تجهیزات جوش داده میشوند.
بخش های رزوه ای مونتاژ شده با آداپتورهای لوله برنجی، مسی یا آهنی گالوانیزه؛
گیره های ساخته شده از فولاد کربن معمولی که مستقیماً روی دیواره بیرونی خطوط لوله فولادی ضد زنگ متصل و ثابت می شوند.
اتصالات جوشکاری مخلوط فلزی بدون فلز پرکننده گذار بین مواد غیر مشابه؛
تماس پایین خط لوله با براکت های فولادی کربنی با پل الکترولیت تشکیل دهنده آب متراکم.
3. عوامل القا کننده هسته تسریع کننده آسیب گالوانیکی
چیدمان تصادفی فلزات غیر مشابه بدون ارزیابی تفاوت پتانسیل در طراحی خط لوله.
بدون واشر عایق و بوشینگ بین سطوح تماس فلزی ناهمگن اضافه شده است.
شبنم، آب باران و نشت فرآیند، کانال های الکترولیتی پیوسته را برای هدایت جریان گالوانیکی تشکیل می دهند.
آسیب موضعی به فیلم غیرفعال سازی فولاد ضد زنگ پتانسیل الکترود آن را کاهش می دهد و آن را به راحتی به آند تبدیل می کند.
نسبت سطح تماس بزرگ بین فلزات کاتد و آند، نرخ خوردگی قسمت آند را به شدت افزایش می دهد.
4. اقدامات فنی کامل-پیشگیری و کنترل پیوند
① یکپارچه سازی خطوط لوله و مواد جانبی برای استفاده ترجیحی از فولاد ضد زنگ همگن 316
حذف منبع اختلاف پتانسیل از مرحله طراحی
② بین واشرهای تماس فلزی غیرمشابه، واشرهای عایق-غیر رسانا و جداکننده های آستین اضافه کنید
حلقه رسانای سلول گالوانیکی را به طور اساسی قطع کنید.
③ گیره ها و تکیه گاه های لوله فولادی کربنی را با اتصال دهنده های عایق از جنس استنلس استیل یا روکش شده تعویض کنید
از تماس مستقیم فلز و پل زدن الکترولیت خودداری کنید.
④ فیلم غیرفعال خراشیده و آسیب دیده روی سطح لوله را از طریق عملیات غیرفعال سازی کلی تعمیر کنید
برای جلوگیری از برگشت قطبیت، پتانسیل الکترود فولاد ضد زنگ را تثبیت کنید.
⑤ برای از بین بردن مایع الکترولیت متراکم انباشته شده، ساختارهای زهکشی را برای تکیه گاه های خط لوله تنظیم کنید.
شرایط متوسط مورد نیاز برای خوردگی گالوانیکی را بشکنید.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| حالت تطبیق و جداسازی مواد | خطر خوردگی گالوانیکی | پیشنهاد کاربردی |
|---|---|---|
| تماس مستقیم فلزی ناهمگن + بدون عایق بندی + تجمع آسان مایع | نشت سریع سوراخ فلز آند در مدت کوتاه خدمات | اتصالات فلزی مخلوط را جدا کرده و اجزای عایق را نصب کنید |
| چیدمان مواد همگن + جداسازی عایق رابط + طراحی زهکشی پشتیبانی | به طور موثر تشکیل سلول های گالوانیکی و گسترش خوردگی را مسدود می کند | مشخصات مطابق با مواد استاندارد برای سیستم خط لوله گرمایش فولاد ضد زنگ |
| شبیه سازی پتانسیل قبل از-ارزیابی + حفاظت کامل از عایق + آزمایش پتانسیل دوره ای | خطر پنهان سوراخ گالوانیکی بسیار کم | طرح ترجیحی برای خطوط لوله تجهیزات گرمایش فرآیند مونتاژ چند جزئی- |
نتیجه گیری
شکست خوردگی گالوانیکی لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ 316 از اختلاف پتانسیل بین فلزات جفت شده نامشابه و الکترولیت رسانا که یک باتری اولیه خوردگی را تشکیل می دهد، نشات می گیرد که منجر به تسریع انحلال فلز آند و آسیب نفوذ می شود. استراتژی های کنترل اصلی شامل طراحی همگن سازی مواد، عایق فیزیکی بین فلزات مختلف، حذف محیط تجمع الکترولیت و حفظ یکپارچگی لایه غیرفعال سازی فولاد ضد زنگ می باشد. کل-مدیریت فرآیند انتخاب مواد، مونتاژ اجزا و{4}}بهینهسازی طرحبندی در سایت میتواند به طور موثر از نشت خط لوله و حوادث خاموش شدن تجهیزات ناشی از خوردگی زوج گالوانیکی لولههای گرمایش جلوگیری کند.
