Il guasto della perforazione per corrosione galvanica si verifica quando i tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 sono collegati elettricamente a componenti metallici diversi mentre sono immersi in un mezzo elettrolitico conduttivo. Due metalli con potenziali elettrodici diversi formano spontaneamente una cella galvanica macroscopica. Il metallo con potenziale inferiore funge da anodo e subisce una dissoluzione accelerata e un assottigliamento per vaiolatura, mentre l'acciaio inossidabile può corrodersi preferenzialmente o agire come catodo subendo danni dovuti allo sviluppo di idrogeno. L'assottigliamento locale della parete alla fine si sviluppa in fori penetranti e perdite medie. Questo guasto è comune nelle connessioni filettate, nelle posizioni di giunzione dei raccordi dei tubi e nei luoghi in cui l'acciaio inossidabile è a diretto contatto con parti in acciaio al carbonio, rame e alluminio.
1. Generazione di celle galvaniche e meccanismo di sviluppo della corrosione
Diversi materiali metallici hanno potenziali di corrosione naturale distinti nel mezzo acquoso corrosivo. Quando l'acciaio inossidabile è strettamente accoppiato con acciaio al carbonio o altri metalli di base ed è presente una pellicola liquida conduttiva continua sulla superficie di contatto, si forma un circuito chiuso di corrosione galvanica. Il metallo dell'anodo perde elettroni e si dissolve rapidamente e la superficie del catodo accelera la reazione di riduzione degli ioni ossigeno o idrogeno. Se l'acciaio inossidabile 316 diventa l'anodo sotto potenziale adattamento, la sua pellicola passiva viene continuamente rimossa e i pozzi di corrosione locali si espandono verso l'interno. Anche quando l'acciaio inossidabile funge da catodo, la precipitazione dell'idrogeno a lungo termine- causerà l'infragilimento da idrogeno e la formazione di vesciche sulla superficie. A differenza della corrosione uniforme causata dall’erosione diretta del mezzo, questo danno è causato dalla differenza di potenziale tra metalli eterogenei piuttosto che dalla dissoluzione chimica del singolo materiale.
2. Posizioni tipiche soggette a corrosione galvanica
Giunti in cui i tubi in acciaio inossidabile sono direttamente imbullonati o saldati a supporti in acciaio al carbonio e ugelli delle apparecchiature;
Sezioni filettate assemblate con adattatori per tubi in ottone, rame o ferro zincato;
Fascette in acciaio al carbonio ordinario direttamente legate e fissate sulla parete esterna delle tubazioni in acciaio inossidabile;
Giunti di saldatura metallica mista senza metallo d'apporto di transizione tra materiali dissimili;
Contatto inferiore della tubazione con staffe in acciaio al carbonio con acqua condensata che forma ponte elettrolitico.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione del danno galvanico
Collocazione casuale di metalli diversi senza valutazione della differenza potenziale nella progettazione della pipeline;
Nessuna guarnizione isolante e boccole aggiunte tra superfici di contatto metalliche eterogenee;
Rugiada, acqua piovana e perdite di processo formano canali elettrolitici continui per condurre la corrente galvanica;
Il danno locale al film di passivazione dell'acciaio inossidabile riduce il potenziale dell'elettrodo e lo trasforma facilmente nell'anodo;
L'ampio rapporto dell'area di contatto tra i metalli del catodo e dell'anodo amplifica notevolmente la velocità di corrosione della parte anodica.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Unificare i materiali della tubazione e degli accessori per adottare preferenzialmente l'acciaio inossidabile 316 omogeneo
Eliminare la potenziale fonte di differenza dalla fase di progettazione.
② Aggiungi guarnizioni isolanti non-conduttive e separatori a manicotto tra interfacce di contatti metallici diverse
Tagliare radicalmente il circuito conduttivo della cella galvanica.
③ Sostituire fascette e supporti per tubi in acciaio al carbonio con elementi di fissaggio isolati in acciaio inossidabile o rivestiti
Evitare il contatto diretto con i metalli e i ponti elettrolitici.
④ Riparare il film di passivazione graffiato e danneggiato sulla superficie del tubo tramite un trattamento di passivazione complessivo
Stabilizzare il potenziale dell'elettrodo in acciaio inossidabile per prevenire l'inversione di polarità.
⑤ Predisporre strutture di drenaggio per i supporti delle tubazioni per eliminare il liquido elettrolitico condensato accumulato
Rompere la condizione media richiesta per la corrosione galvanica.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di corrispondenza e isolamento dei materiali | Rischio di corrosione galvanica | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Contatto diretto con metallo eterogeneo + nessun isolamento isolante + facile accumulo di liquidi | Perdita rapida della perforazione del metallo dell'anodo in un breve periodo di servizio | Smontare i raccordi metallici misti e installare i componenti isolanti e isolanti |
| Disposizione omogenea del materiale + isolamento isolante dell'interfaccia + progettazione del drenaggio del supporto | Blocca efficacemente la formazione di cellule galvaniche e l'espansione della corrosione | Specifiche di corrispondenza dei materiali standard per il sistema di tubazioni di riscaldamento in acciaio inossidabile |
| Pre-valutazione potenziale della simulazione + protezione completa dell'isolamento + test periodici del potenziale | Pericolo nascosto di perforazione galvanica estremamente bassa | Schema preferito per tubazioni di apparecchiature di riscaldamento di processo assemblate con più-componenti |
Conclusione
Il cedimento per corrosione galvanica dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 ha origine dalla differenza di potenziale tra metalli accoppiati diversi e l'elettrolita conduttivo che forma una batteria primaria soggetta a corrosione, con conseguente dissoluzione accelerata del metallo dell'anodo e danni da penetrazione. Le principali strategie di controllo includono la progettazione dell'omogeneizzazione del materiale, l'isolamento fisico tra diversi metalli, l'eliminazione dell'ambiente di accumulo dell'elettrolita e il mantenimento dell'integrità dello strato di passivazione dell'acciaio inossidabile. La gestione dell'intero-processo di selezione dei materiali, assemblaggio dei componenti e-ottimizzazione del layout in loco può prevenire efficacemente perdite di tubazioni e incidenti di arresto delle apparecchiature causati dalla corrosione della coppia galvanica dei tubi di riscaldamento.
