Nei progetti di riscaldamento industriale su larga-scala, più set di fasci di tubi di riscaldamento, scambiatori di calore, serbatoi dell'acqua e condotte di trasmissione a lunga distanza- sono interconnessi tramite flange, valvole e raccordi di collegamento. Quando vengono adottati materiali metallici diversi per le apparecchiature ausiliarie, la disposizione della messa a terra non è standardizzata o si formano facilmente perdite di corrente di protezione catodica tra gruppi di apparecchiature adiacenti, correnti vaganti ed effetti di cella galvanica tra strutture interconnesse. 316 tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile, supporti in acciaio al carbonio, valvole in ghisa e sensori in rame hanno potenziali di elettrodi diversi. Il collegamento diretto del metallo innescherà la corrosione galvanica, facendo sì che il materiale con potenziale inferiore si dissolva rapidamente come l'anodo. Nel frattempo, la corrente vagante generata dalle apparecchiature di conversione di frequenza, dagli alimentatori dei raddrizzatori e dai sistemi di protezione catodica a corrente impressa scorre attraverso tubazioni metalliche continue, causando una grave corrosione da corrente vagante sui giunti delle flange, sui cordoni di saldatura e sulle posizioni di bloccaggio. Molte aziende prestano attenzione solo alla tenuta della tubazione e alla resistenza alla pressione durante l'installazione della flangia, ignorando la progettazione dell'isolamento elettrico tra le diverse apparecchiature. Il collegamento elettrico continuo porta a frequenti dispersioni di corrente vagante e corrosione galvanica, con conseguente perforazione locale e perdita delle sezioni di collegamento della flangia del tubo di riscaldamento in un breve ciclo di servizio. Pertanto, l'installazione scientifica di flange isolate e accessori isolanti abbinati è una misura anticorrosiva elettrica chiave-per tagliare i canali di corrente vagante ed evitare la corrosione galvanica tra metalli diversi.
Un isolamento elettrico insufficiente induce due tipiche modalità di guasto da corrosione: corrosione galvanica di metalli diversi e corrosione elettrochimica da corrente vagante. Quando due diversi metalli conduttori sono immersi nello stesso mezzo elettrolitico e collegati da conduttori metallici, si forma spontaneamente una cella galvanica. L'acciaio al carbonio ha un potenziale di corrosione molto inferiore rispetto all'acciaio inossidabile 316 passivato. Una volta collegati direttamente, gli accessori in acciaio al carbonio fungeranno da anodo sacrificale e si corroderanno rapidamente. Dopo che i componenti in acciaio al carbonio sono stati gravemente corrosi, depositi di ruggine si accumulano attorno alle flange in acciaio inossidabile, formando ambienti interstiziali occlusi e inducendo corrosione interstiziale sui tubi di riscaldamento. La corrente vagante fluisce nella tubazione da apparecchiature elettriche esterne, scorre lungo la tubazione metallica e ritorna a terra attraverso i punti di messa a terra. Laddove la corrente fuoriesce dal tubo di riscaldamento in acciaio inossidabile nel mezzo, si verifica un'intensa dissoluzione anodica, che rompe rapidamente la pellicola passiva e forma un'ampia-area di corrosione per vaiolatura. Giunti di flangia, difetti di saldatura e posizioni di pareti-sottili spesso diventano i punti di deflusso preferiti della corrente vagante, determinando un rapido assottigliamento localizzato delle pareti e perdite penetranti. Senza l'isolamento isolato della flangia, anche la corrente di protezione dei sistemi di protezione catodica a corrente impressa adiacenti si disperderà oltre i confini dell'apparecchiatura, causando sotto-protezione nell'area protetta originale o danni da infragilimento da idrogeno dovuti a sovra-protezione.
Questo studio propone quattro specifiche di implementazione standardizzate per l'applicazione di flange isolate in sistemi di tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 interconnessi. Innanzitutto, organizzare ragionevolmente le posizioni di installazione della flangia isolata in base alla zonizzazione elettrica del sistema e alla diversa distribuzione dei metalli. Installare flange isolate al confine tra il sistema di tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile e le tubazioni ausiliarie in acciaio al carbonio, le valvole in ghisa e le tubazioni degli strumenti in rame per realizzare l'isolamento elettrico tra strutture metalliche diverse. Posizionare flange isolate all'uscita di ciascun circuito di riscaldamento indipendente, all'ingresso e all'uscita delle apparecchiature di scambio di calore e al punto di connessione tra le tubazioni interrate e le apparecchiature fuori terra-per dividere l'intera rete di tubazioni in più sezioni di protezione elettrica indipendenti, prevenendo la diffusione trasversale-regionale della corrente vagante. Installa giunti isolanti su tubazioni collegate a motori a frequenza variabile, raddrizzatori e punti di messa a terra elettrici ad alta-potenza per bloccare percorsi di intrusione di corrente vagante. Per le tubazioni dotate di protezione catodica a corrente impressa, installare flange isolate al confine dell'area di protezione per evitare perdite di corrente di protezione verso strutture metalliche esterne non protette.
In secondo luogo, selezionare i componenti della flangia isolata abbinati e controllare rigorosamente gli indicatori di prestazione del materiale isolante. Scegli guarnizioni isolanti in resina epossidica rinforzata con fibra di vetro con eccellente resistenza alla compressione, resistenza all'invecchiamento e media resistenza alla corrosione, e abbina manicotti isolanti e rondelle isolanti per tutti i bulloni di collegamento. Il gruppo isolante dovrà avere una resistenza di isolamento stabile superiore a 1000 MΩ in condizioni di umidità e di immersione media per garantire un efficace isolamento elettrico. Evitare l'uso di normali guarnizioni in gomma con scarso isolamento e resistenza all'invecchiamento, che perderanno gradualmente le prestazioni di isolamento in caso di temperature elevate-a lungo termine e di erosione chimica media. Tutti i bulloni esposti all'esterno della flangia devono essere dotati di manicotti protettivi isolanti per evitare ponti elettrici accidentali causati da filo metallico esterno, staffe di supporto e strumenti di manutenzione, che invaliderebbero l'effetto di isolamento delle flange isolate. Per tubazioni di scambio termico ad alta-temperatura superiore a 120 gradi, selezionare accessori isolanti epossidici modificati resistenti alle alte-temperature per prevenire la deformazione termica e il guasto dell'isolamento.
In terzo luogo, standardizzare i processi di costruzione in loco-per evitare danni accidentali ai ponti elettrici. Prima dell'installazione della flangia isolata, pulire accuratamente la superficie di tenuta della flangia per rimuovere ruggine conduttiva, detriti metallici e residui di rivestimento conduttivo, assicurandosi che non siano inserite impurità conduttive tra la guarnizione isolante e la flangia. Controllare la coppia di serraggio dei bulloni in modo uniforme in base alle specifiche di costruzione per evitare sollecitazioni irregolari che portano alla rottura della guarnizione isolante e al guasto dell'isolamento. È vietato utilizzare cavi metallici temporanei tra le flange isolate durante la costruzione, la manutenzione e i test elettrici. Se è necessario eseguire una messa a terra temporanea o un test equipotenziale, rimuovere tutti i conduttori metallici-collegati in modo incrociato immediatamente dopo il completamento dell'operazione. Dopo l'installazione della flangia, installare coperture protettive isolanti per evitare che polvere conduttiva, nebbia salina e spruzzi di metallo si accumulino sulla superficie della flangia e formino strati ponte conduttivi in ambienti umidi. Disporre le flange isolate il più possibile in posizioni ben-ventilate per evitare l'immersione a lungo-termine nell'acqua accumulata e nella condensa corrosiva.
In quarto luogo, implementare meccanismi di rilevamento regolare delle prestazioni di isolamento e di gestione della sicurezza equipotenziale. Condurre ogni anno test di resistenza all'isolamento di ciascuna flangia isolata utilizzando un megaohmmetro ad alta-tensione; una volta che la resistenza di isolamento scende al di sotto della soglia di sicurezza, verificare l'invecchiamento della guarnizione, i ponti conduttivi sulla superficie o i danni al manicotto isolante del bullone e sostituire tempestivamente gli accessori isolanti non validi. Testare regolarmente il potenziale della tubazione su entrambi i lati della flangia isolata per valutare se si verifica un flusso incrociato di corrente vagante- e combinare i dati potenziali per ottimizzare la disposizione degli elettrodi di messa a terra delle apparecchiature. Per ciascuna sezione indipendente della tubazione isolata elettricamente, implementare una messa a terra equipotenziale unificata all'interno dell'intervallo di zonizzazione per evitare un'eccessiva differenza di potenziale all'interno dell'area isolata che causa corrosione interna da correnti vaganti. Archivia i disegni di installazione delle flange isolate, i rapporti sui test di isolamento e i registri di manutenzione sostitutiva nel file anticorrosivo per l'intera-vita-dell'impianto di riscaldamento. Quando si esegue il rinnovamento della tubazione e l'espansione delle apparecchiature, seguire rigorosamente il principio di zonizzazione elettrica originale per integrare le flange isolate in corrispondenza dei nuovi confini di connessione metallica dissimili, evitando la formazione di nuovi canali di corrente vagante.
I dati delle applicazioni sul campo mostrano che i sistemi di riscaldamento dotati di zonizzazione flangiata isolata standardizzata hanno una corrente vagante e un tasso di guasto per corrosione galvanica dei tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 ridotti del 94% e la durata di servizio delle parti di collegamento della flangia è estesa più di tre volte. Al contrario, i sistemi interconnessi senza isolamento elettrico spesso soffrono di perdite locali per vaiolatura della flangia entro 2-5 anni di funzionamento. In conclusione, la disposizione scientifica della zonizzazione delle flange isolate, l'adattamento dell'isolamento ad alte{{7} prestazioni resistente alla corrosione-, la costruzione standardizzata anti-ponti e il rilevamento periodico delle prestazioni di isolamento possono interrompere completamente i percorsi di diffusione della corrente vagante e i circuiti di celle galvaniche metalliche dissimili. La tecnologia di isolamento elettrico della flangia isolata costituisce un'importante barriera anticorrosione ausiliaria per i sistemi di riscaldamento di più apparecchiature interconnesse, eliminando efficacemente i rischi nascosti di corrosione elettrica e garantendo il funzionamento sicuro a lungo termine dei tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 in complesse reti di tubazioni industriali.
