Rizik od galvanske korozije pri mešanju superdupleksnih i ugljikovodnih čelika: 5 promjena u dizajnu kako bi se eliminirao bi-metalni napad

Rizik od galvanske korozije pri mešanju superdupleksnih i ugljikovodnih čelika: 5 promjena u dizajnu kako bi se eliminirao bi-metalni napad

Imate super dupleksnu cev od nehrđajućeg čelika (npr. 2507) odličnu otpornost na koroziju, visoku čvrstoću, savršeno za morsku vodu ili kiselu službu. Ali u nekom trenutku, morate ga povezati s ugljikovim čelikom, možda na pumpu, spoj ili prijelaz na ugljikov čelični glavač.

Taj čvor izgleda nevino. Ali upravo si stvorio galvanske ćelije i ako ga ne dizajnirate ispravno, flange od ugljikovog čelika će se brzo korozirati, često točno na čvrstoći teskača ili ispod glava vijaka.

Galvanska korozija (bimetalna korozija) nastaje kada su dva različita metala električno povezana u provodnom elektrolitu (morska voda, slana voda ili čak vlažna industrijska atmosfera). Manje plemeniti metal (ugljični čelik) postaje anoda i preferentno se korozira, ponekad 10 do 100 puta brže nego što bi se samo korodirao.

Super duplex i ugljikov čelik su daleko od sebe na galvanic serije. Ali i dalje možete koristiti ovu kombinaciju sigurno ako slijedite pet dokazanih promjena u dizajnu. U ovom članku objašnjavamo rizik i kako ga točno izbjeći.

1. za Galvanska serija: Zašto su superdupleks i ugljični čelik opasni par

Galvanski niz rangira metale prema njihovom elektrohemijskom potencijalu u morskoj vodi. Metali na vrhu (anodični, manje plemeniti) koroziju; metali na dnu (katodični, plemenitiji) su zaštićeni.

U slučaju da se primjenjuje metoda iz točke (a) ovog članka, u slučaju da se primjenjuje metoda iz točke (b) ovog članka, primjenjuje se sljedeći metod:

The razlika između ugljikovog čelika i super duplex je otprilike 400500 mV - Što? To je dovoljno veliko da dovede do agresivne galvanske korozije, posebno u elektrolitima visoke provodljivosti poput morske vode (provodljivost ~ 50 mS / cm).

Kada se ova dva metala direktno spoje - recimo, flange ugljikovog čelika nabrojeno na super dupleks cijev - ugljikovo čelik postaje anoda i preferencijalno će se korozirati. Napad se često lokalizira točno na zglobnoj liniji, ispod tesnica ili na kontaktnim točkama vijaka.

Primjer iz stvarnog svijeta: U sustavu za hlađenje morske vode korišten je super dupleks 2507 cijev s kliznim flansama od ugljikovog čelika (pokrivenim). Za šest mjeseci, kablovske flange su bile pod ozbiljnom korozijom pod tesnicom, a vijci su se zahvatili hrđavom. Super duplex je ostao savršen, što je upravo problem.

2. - Što? Prava cijena galvanskog napada u flange zglobovima

Galvanska korozija na flansama ne uzrokuje jednako tanjenje, već uzrokuje lokalni, ubrzani napad na malim anodnim područjima. To je najgori slučaj jer stopa korozije može biti iznimno visoka (1050 mm/godinu).

Česti obrasci neuspjeha:

• S druge površine Prozor od ugljikovog čelika se uglavnom korozira ispod tesnoće, razbijajući zapečaćenje i uzrokujući curenje.

• Uređaj za obradu Šrafovi od ugljikovog čelika (ako se koriste) brzo se koroziraju na mjestu kontakta s super dupleksnim flansom.

• Zoni prijelaza zavarivanja Ako se cijev od ugljikovog čelika zavari izravno na super dupleksni flans (ne preporučuje se), zona koja je pod utjecajem toplote može postati anodična.

• Čvrstoća pod flansom Stagnirana morska voda ili vlažnost zarobljena između strana flange ubrzava napad.

Rezultat: neplanirano isključivanje, zamjena flange i potencijalne opasnosti za sigurnost (procurenje fluida pod pritiskom). Jedini kvar flange u kritičnoj liniji može koštati 50.000 $200.000 $ u vremenu zastoja i popravci.

3. Slijedi sljedeće: Promjena dizajna # 1: Električno izolirati par flange

Najuspješniji način da se zaustavi galvanska korozija je prekini struju. između dva metala. Ako struja ne može teći, ne dolazi do galvanske korozije.

Kako to učiniti:

• Sastav izolacijskih testera Koristite čitav oblik ili obručni tesak od neprovodnog materijala (npr. PTFE, G10/FR4 ili fenolično). Ovo izolira strane flange.

• S druge konstrukcije od željeza ili čelika Svaki čvor prolazi kroz plastični omotač (npr. najlon, poliamid) koji izolira čvor od super dupleksne flange. Izolacijski valjci (gornji i donji) sprečavaju kontakt između vijka/reznica i oba flange.

• Sastav za izolaciju dielektrske flange Komercijalne opreme (npr. PSI, Advance Products) uključuju testere, rukave i perilice, koje su određene za pritisak i temperaturu.

Važno: Izolacija radi samo ako sve električni putevi su prekinuti. U skladu s člankom 5.

• Svaka rukava se proteže duž rupe.

• Isoliraju maticu i glavu vijaka.

• Ne postoje metalni razdaljnika, vijke, ili sonde zaobići izolaciju.

Napomena: Izolacija također sprečava katodnu zaštitnu struju da dođe do flange ugljikovog čelika. Ako je karbonski čelik već izoliran, može se normalno korodirati (ne galvanski), ali to je prihvatljivo ako okoliš nije agresivan. U teškoj službi, možda ćete trebati premaz umjesto izolacije.

4. - Što? Promjena dizajna #2: Potpuno prekrijte flange od ugljikovog čelika

Ako ne možete izolirati (npr. električni kontinuitet potreban za uzemljenje ili katodnu zaštitu), onda prekrivanje ugljikovog čelika za smanjenje svoje djelotvorne površine izloženosti. S obzirom na to da je to primjenjivo za sve uređaje koji su navedeni u točki 6.4.1., u skladu s člankom 6.3.1. Prekrivanjem anode (ugljikovog čelika) drastično smanjujete potražnju za strujom.

U slučaju da je to potrebno, za zaštitu od galvaničnih udaraca:

• Potpuno zapuštanje premaz mora pokriti sve mokre površine flange od ugljikovog čelika: facu flange, čvor, rupe za vijke, pa čak i kontaktno područje tesnoće (ali pazite na zatvaranje tesnoće).

• Visoka dielektrična čvrstoća premaz mora biti nevodiv i dovoljno debeo da spriječi rupture.

• Dobra lepljenja Epoxi s fuzijskim vezama (FBE), tekući epoxi ili poliuretani. Boje koje se nanose na terenu manje su pouzdane jer ogrebotine izlažu ugljični čelik.

Preporučeni sustavi premaza:

• S druge vrijednosti od 0,01 do 0,01 300500 mikrona, proizvedeno u tvornici. Najbolje za nove flange.

• Epoxidi (dvostruki) 400600 mikrona, nanesen u dva sloja. U slučaju da je površina savršeno pripremljena, može se primijeniti na terenu (SA 2.5 blast).

• S druge strane, za proizvodnju proizvoda iz poglavlja 5 Za vrlo agresivne uvjete (npr. vruća morska voda, kiseline). Skupo, ali eliminiše direktan kontakt.

Kritični detalj: U slučaju da se u slučaju pojave pojačanja pojačanja pojačanja pojačanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojačavanja pojača U slučaju da je to potrebno, za određivanje vrijednosti, treba se upotrijebiti sljedeće kriterije:

Učinkovitost: Dobro prekrivena flange od ugljikovog čelika može smanjiti galvansku koroziju za 9099%. Međutim, bilo kakvo ogrebotine ili praznina postaje mala anoda okružena velikom katodom (super dupleks), što dovodi do brzog izbijanja. Zato je samo premaz manje pouzdan od izolacije.

- Pet. Promjena dizajna #3: Koristite nemetalični ili izolacijski tesak s velikim udaljenjem puzanja

Sam tesak može pomoći ili povrijediti. "Stručni sustav" za proizvodnju električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili električne energije ili elektri Nevodna tesnica prekida krug.

Najbolji materijali za teskanje za bimetalne flange:

• Svaka vrsta materijala za proizvodnju plastičnih materijala Odlično izolacijski, kemijski otporan. Ograničeno na umjereni pritisak i temperature.

• Slastični grafit s premazom od slikanja ili PTFE Vodič ako goli grafit stupi u kontakt s metalom. U slučaju da je to potrebno, u skladu s člankom 6. stavkom 2.

• S druge vrste, osim onih iz tarifnog broja ex2203 Umjereno izolacijski, ali može apsorbirati vlagu i s vremenom postati provodnik. Ne preporučuje se dugotrajno potapanje.

• Epoxi s PTFE-om ili staklom (G10, FR4) Čvrsto, visoka čvrstoća na pritisak, odličan izolator. Koristi se u izolacijskim kompletu.

Sljedeći prikaz: Ako je to moguće, provjerite da li je to moguće. U izolacijskim kompletu, tesak često pokriva cijelo lice flange (puno lice) kako bi se spriječio dostizanje elektrolita do rupa u vijcima.

Savjet za ugradnju: U slučaju da se ne primjenjuje, ne smije se upotrebljavati zaštita od udaraca na bazi grafitnih ili metalnih materijala na površini tesnika ili flange. Grafit je provodnik i može stvoriti galvanski most. U slučaju da je primjena neispravne metode, potrebno je upotrijebiti i druge metode.

6. - Što? Promjena dizajna #4: Optimizacija geometrije flange Povećanje veličine anode

U galvanskom paru, stopa korozije anode proporcionalna je odnosu površine katode/anode - Što? Ako je katoda (super dupleks) mnogo veća od anode (ugljikovog čelika), struja se koncentrira na malu anodu, uzrokujući brz napad.

Da bi smanjili stopu, povećanje površine anode iLI smanjenje površine katode .

Praktični načini:

• Koristite brzinu od ugljikovog čelika koja je deblja ili ima veću stranu To povećava površinu izložene anode, smanjujući gustoću struje. Međutim, veće flange možda nisu praktične.

• Smanjivanje mokre površine super duplex flange Pokrijte super dupleksnu flansku čvor i stražnju stranu, ostavljajući samo kontaktno područje teskača. To smanjuje područje katode. (Neplaćivanje super duplex nije za njegovu zaštitu, već za smanjenje površine katode.)

• Dodajte žrtvovan cink anod Ovo nadmašuje galvanski par, čineći cink anodom umjesto ugljikovog čelika. Ali to je složeno i rijetko se radi za flange.

Lakši pristup: Koristite izolaciju umjesto upravljanja odnosima površine. Međutim, ako izolacija nije moguća, premazanjem ugljikovog čelika (anodom) učinkovito se smanjuje njegova aktivna površina što je kontraproduktivno jer se manja anoda brže korozira. Čekaj, to je nijansa: premazivanje ugljikovog čelika smanjuje površinu izložene anode, što povećava gustoću struje na preostalim golim mjestima, što dovodi do šupljine. Samo premaz može biti štetan ako nije 100% savršen.

Bolje pristup: Pokrijte super Duplex (katod) kako bi se smanjila njegova mokra površina. To direktno smanjuje pogonsku silu jer je područje katode ograničeno. Ugljični čelik ostaje gol, ali je zaštićen jer je galvanska struja niska. To je protiv intuitivno, ali učinkovito.

Preporučuje se: Prvo izolirajte. Ako izolacija ne uspije, prekrijte površinu superdupleksne flange (osim čvrstoće tesnoće) i ostavite ugljični čelik gol ili prekriven.

- Sedam. Promjena dizajna #5: Kontroliranje elektrolita Držite ga suhim ili koristite inhibitore

Galvanska korozija zahtijeva elektrolit vodu, morsku vodu, kondenzat ili čak visoku vlažnost. Ako možeš. držite suho spoje za flange , nema strujnog protoka.

Praktične metode:

• Koristite poklopac ili štit za flange Plasticni ili gumeni poklopci koji štite od kiše, vode iz pranja ili morskih zraka. Jednostavan i jeftin.

• U slučaju da se ne primjenjuje, upotrebljava se i drugi mehanizam za mjerenje. premazi na bazi lanolina ili voska (npr. LPS, CorrosionX) na vanjskom dijelu flange. Ne za unutarnje mokre površine.

• Ispuni prstenast prostor dielektričnom masnoćom Za šrafove s vijcima, otvorove i prostor između strana šrafova obložite silikonskom dielektričnom masnoćom. To isključuje vlagu i električno izolirane materije.

• Koristite suvo čišćenje dušika Za zatvorene sustave, područje oko flange treba čuvati suhom, ali to rijetko može biti moguće za vanjske flange.

Ograničenje: U slučaju da se radi o ispuštanju u zrak ili u zone prskanja, te mjere vrijede, ali ne i za unutarnji rad pod vodom ili neprekidno vlažan. Ako je tekućina u njoj provodljiva (npr. morska voda), galvanski par je aktivan bez obzira na vanjsku suhoću.

Za unutarnji protok: Moraš se izolirati ili pokriti. Vanjske mjere samo pomažu za vanjsku koroziju.

8. - Što? Sažetak: Koja promjena dizajna za koju službu?

9. - Što? U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Ako je potrebno priključiti superdupleksnu cijev na flansku od ugljikovog čelika, navesti sljedeće elemente:

Iznos od 500000 EUR

• Sastav za izolaciju dielektrske flange za potrebe sustava za upravljanje vodom,

• S druge konstrukcije dužina koja se točno poklapa s debljinom flange.

• S druge konstrukcije jedan ispod svake glave, jedan ispod svakog matice.

• S druge površine PTFE, G10 ili fenoli. Nema spirale sa metalnim uzvijanjem.

• S druge konstrukcije od čelika (FBE ili tekući epoksi) ako izolacija ne može biti upotrebljena.

• S druge strane, od: standardno (ne treba poseban premaz ako se izolira).

Instalacija:

• Očistite sve strane flange uklonite grede, rudu i ostatke.

• Ugraditi izolacijske rukave u rupu za vijke osigurati da se ne slome.

• Nevodna tesnica pažljivo stavite u središte.

• Sastavite vijke s izolacijskim pericama gore i dolje.

• U slučaju da se ne primijenjuje preskupljivo čvrstoća, ne smije se koristiti motor.

• Ako je to moguće, ispitati se i s druge strane.

• Ako je potrebno, ispitni materijal se može upotrijebiti za ispitivanje.