Sprječavanje galvanskog korozije: Vodič za pravilno spajanje cijevi i spojnica od različitih metala

Prevencija galvanske korozije: tehnički vodič za pravilno spajanje različitih metalnih cijevi i pribora

Tajanstveno curenje u cijevi? Možda stvaraš bateriju, a ne pečat.

Galvanska korozija predstavlja jedan od najpodmuklijih i najprevenljivijih oblika degradacije materijala u cijevovodnim sustavima. Kada dva različita metala dolaze u kontakt u prisutnosti elektrolita, u osnovi ste izgradili nenamjernu bateriju koja sustavno rastvara vaše aktivnije metalne komponente. Što je bilo s time? Prerano kvarenje, skupe popravke i opasnost od kontaminacije koje bi se mogle izbjeći odgovarajućim inženjerskim postupcima.

Razumijevanje baterije koju gradite: Osnovne činjenice galvanske korozije

Galvanska korozija nastaje kada se dva elektrohemijski različita metala međusobno dodiruju u prisutnosti elektrolita (voda, vlaga, kemijski rastvori). Aktivniji metal (anod) preferentno se korozira, dok je plemenitiji metal (katod) zaštićen.

Tri potrebne elemente:

1. Elektrohemijska razlika potencijala između metala koji dolaze u kontakt

2. Električnu kontinuitet izravnim kontaktom ili vanjskim putem

3. Prisutnost elektrolita za dovršetak krugova (dovoljno je čak i kondenzacije)

Kvantificiranje rizika: galvanički niz
Galvanski niz rangira metale prema njihovom potencijalu korozije u morskoj vodi, najčešće referencijskom okruženju za predviđanje galvanskog ponašanja:

(Anodni) kraj - koroziran

• Cinkov

• Aluminij 1100

• Ugljični ocel

• Lijevno željezo

• Sredstva za proizvodnju i proizvodnju električnih goriva

• 304/316 Nehrđajući (aktivni)

• Slijedno-tinke lemnice

Zaštićeni (katodični) kraj

• Nikl 200

• Sredstva za proizvodnju električnih goriva

• Titan

• Grafit

• Platinum

Što je veća udaljenost između dva metala u ovoj seriji, to će galvanska korozija biti teža.

Kritski faktor: zamka za odnos površine

Mnogi inženjeri se fokusiraju isključivo na izbor materijala, ali zanemaruju kritičnu važnost omjera površine:

Opasna kombinacija:

• Mala anoda + Velika katoda = Nesigurnost u brzoj koroziji

• Velika anoda + Mala katoda = Upravljive stope korozije

Primjer iz stvarnog svijeta:
U slučaju da je površina cevi od ugljen-čeličnog čelika znatno veća, minimalni rizik predstavlja cijev od nehrđajućeg čelika (katod) povezana s priborom od ugljen-čeličnog čelika (anod). Ako se ovaj odnos obrne - cijev od ugljikovog čelika s dodirom od nehrđajućeg čelika - ugljikov čelik će se ubrzano korozirati.

Praktične strategije za prevenciju

1. za Izbor materijala: Prva linija obrane

Držite metale blizu u galvanskoj seriji

• Sastavljeni s niskim udjelom ugljika

• Spoj ugljikovog čelika s livenim željezom (minimalna razlika u potencijalu)

• U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog standarda, potrebno je osigurati da se ne dovode u pitanje uvjeti iz stavka 1.

Koristite prelazne materijale
U slučaju da su potencijalne značajne razlike neizbježne, uključiti se međuproizvodi:

Aluminijumska cijev → Prelazni komad od nehrđajućeg čelika → Bakrena montaža 

2. - Što? Izolacijske tehnologije: Prekinuti električni krug

Električni spojevi

• Sastavljeni od izolacijskih materijala između metalnih komponenti

• Mora izdržati sustavni pritisak i temperaturu

• U slučaju da se ne provjeri izolacija, mora se provjeriti da je izolacija u skladu s člankom 6. stavkom 2.

S druge konstrukcije

• U skladu s člankom 3. stavkom 1.

• U slučaju da se ne primjenjuje, to se može učiniti na temelju sljedećih kriterija:

• Mora održavati izolaciju tijekom toplinskih ciklusa

S druge strane, neovisno o tome jesu li oni u skladu s člankom 93. stavkom 1.

• S druge strane, za upotrebu u vezi s nevodnim omotačima za vijke

• S druge strane, za svaki proizvod koji je pod uvjetom da se ne koristi, mora se upotrebljavati:

• S druge strane, za proizvodnju proizvoda iz kategorije 9a ili 9a, primjenjuje se druga vrsta proizvoda.

3. Slijedi sljedeće: Zaštitni premazi i obloge

Strategijska primjena premaza

• Opcija A : Potpuno obložiti oba metala

• Opcija B za upotrebu u proizvodima za proizvodnju električne energije:

• Kritično ne prekrivajte samo anodnu površinu: to dramatično ubrzava lokalni napad na nedostatke premaza

Kriteriji za odabir premaza

• U slučaju da se ne primjenjuje, primjenjuje se sljedeći presjek:

• Otpornost na temperaturu

• Metoda primjene (prska, četka, utop)

• U slučaju da se ne može izvesti ispitivanje, potrebno je provjeriti:

4. U redu. Katodna zaštita: aktivni obrambeni sustavi

Žrtvinske anode

• Instalirajte anode od cinka, aluminija ili magnezija

• Uređivanje na temelju površine katode i očekivane potražnje struje

• Potrebno je redovito provjeravati i mijenjati

Impresivni strujni sustavi

• Koristite ispravnike da prisilite protok struje

• Odgovarajuće za velike, složene sustave

• Zahtijevaju stalno praćenje i održavanje

Uputstva za primjenu specifične za industriju

Industriji hemijske obrade

Scenariji visokog rizika:

• S druge površine, od aluminija ili aluminija

• S druge željezne konstrukcije

• Sastavljeni proizvodi od grafitnih materijala

Dokazana rješenja:

• S druge strane, za proizvodnju električnih vozila od električne energije

• Sistemi ne-metalnih tesnica namijenjeni za kemijsko održavanje

• Sistemi za vodivost premaza za sastave iz mješovitih metala

Morske i offshore primjene

Jedinstveni izazovi:

• U slučaju da se ne primjenjuje, ispitna metoda može se upotrijebiti za utvrđivanje vrijednosti.

• Ustanovi dinamičkog opterećenja

• Ograničen pristup za održavanje

Najbolje prakse:

• Sastav za izolaciju posebno dizajniran za podmorske usluge

• Katodska zaštita s nadzornim referentnim ćelijama

• Svajanje prekrivanje plemenitih materijala na manje plemenite niske metale

HVAC i vodovodni sustavi

Zajednička problematična područja:

• S druge željezne konstrukcije

• Sastav za proizvodnju aluminijuma

• S druge vrijednosti

Određenja koja su u skladu s Kodeksom:

• Sastav za proizvodnju električnih goriva

• Odjeljak 5.

• S druge vrijednosti, osim onih iz tarifne oznake 8402 ili 8403

Uređivanje sustava za upravljanje energijom

Provjerite prije instalacije

1. U slučaju da se ne primjenjuje presjek, mora se provjeriti da je to potrebno.

2. U slučaju izolacije, ispitno tijelo može provjeriti da je izolacijski materijal kompatibilan s uvjetima rada.

3. Ako se primjenjuje kao primarna zaštita, provjeriti integritet premaza

Niz instalacije

1. za Priprema površine → 2. Uređivanje izolatornih komponenti → 3. Zajednička skupština → 4. U slučaju da se ne provjeri, mora se provjeriti da je to u skladu s člankom 6. stavkom 3. Upotreba sustava 

Provjera kontrole kvalitete

• U slučaju da je to potrebno za određivanje vrijednosti, za određivanje vrijednosti, potrebno je utvrditi:

• Instalacija dokumenata s fotografijama

• Uređivanje sustava

Praćenje i održavanje: Nastavljajuća bitka

Redovne intervale pregleda

• u slučaju sustava s visokim rizikom

• 12 mjeseci za umjereno agresivna okruženja

• Tijekom svakog planiranog isključenja

Tehnike praćenja

• U skladu s člankom 3. stavkom 1.

• U slučaju da je to potrebno, mora se upotrebljavati i druga metoda za mjerenje.

• Slični proizvodi mogu se upotrebljavati za kontrolu i kontrolu.

Opći pokazatelji neuspjeha

• Bijeli prah oko aluminijumskih spojeva

• Crvena hrđa od čeličnih dijelova

• Zeleni patina oko bakrene pribora

• Lokalno ugradnja u blizini ili na interfejsu

Ekonomsko opravdanje: prevencija i zamjena

Studija slučaja: Sistem za hlađenje kemijskih postrojenja

• Problem : Povezivanje ugljikovog čelika i nehrđajućeg čelika svakih 18 mjeseci

• Rješenje : Instalacija dielektričnih spojeva s sustavom praćenja

• Trošak 45.000 $ za kompletnu modernizaciju sustava

• Uštede : 280.000 $ u troškovima zamjene tijekom 5 godina + 150.000 $ u izbjegnutim vremenskim zastojima

• ROI u skladu s člankom 4. stavkom 2.

Napredna rješenja za izazovne primjene

Službe visoke temperature

• Izolacijski materijali na bazi keramike

• S druge površine, osim onih iz tarifne kategorije 8421

• U slučaju da se ne primjenjuje, ispitna metoda može se upotrijebiti.

Visokotlačni sustavi

• Ojačani polimerni kompoziti

• Sastavi za spajanje od metala do keramike

• S druge vrste

Odgovaranje na postojeće probleme s galvanskom korozijom

Korak 1: Identificirajte mehanizam

• Potvrda galvanske reakcije nasuprot drugim oblicima korozije

• Mjerenje razlike potencijala s referentnom elektrodom

• Mjesto na kojem se nalazi obrazac korozije dokumenta

Korak 2: Provedite neposredne mjere ublažavanja

• Nalijepi privremene premaze

• Postavite žrtvene anode

• Ako je moguće, promijeniti okoliš

Korak 3: Projektiranje trajnog rješenja

• Metod prijenosa

• U skladu s člankom 4. stavkom 2.

• Izvršiti program praćenja

Budućnost galvanske zaštite od korozije

Novije tehnologije:

• Uređaj za zaštitu od ugljika

• Nežični galvanski praćenje struje

• 3D tiskane izolacijske komponente s složenom geometrijom

• Softver za predviđanje modeliranja za projektiranje sustava

Zaključak: Inženjerska disciplina, a ne naknadna misao

Za sprečavanje galvanske korozije potrebno je predvidljivo projektiranje, preciznost u ugradnji i marljivost u održavanju. Najuspješniji pristupi kombiniraju više metoda zaštite umjesto da se oslanjaju na jedno rješenje.

Ključne točke:

1. Uvijek razmisli galvanska kompatibilnost prilikom izbora materijala

2. Nikad ne podcjenjuj. važnost omjera površine

3. Potvrditi električnu izolaciju tijekom i nakon ugradnje

4. Uvođenje praćenja da bi se problemi otkrili prije nego što se pojave kvarovi

5. Dokumentirajte sve za buduće održavanje i poboljšanja dizajna

Dodatni inženjerski napori potrebni za pravilno spajanje različitih metala donose eksponencijalne povrati u pouzdanosti sustava, smanjenju troškova održavanja i produženom trajanju trajanja. U kontroli korozije, unca prevencije nije vrijedna samo funte lijeka, vrijedna je tona zamjenskih komponenti i dana gubitka proizvodnje.

Radeći sa specifičnim galvanskog korozije izazov? Načela koja su ovdje navedena mogu se prilagoditi gotovo svakoj kombinaciji materijala i uvjeta rada. U skladu s člankom 3. stavkom 1.