กลไกความล้มเหลวในการกัดกร่อนด้วยกัลวานิกของท่อทำความร้อนไทเทเนียมและแผนการควบคุมการป้องกันกระบวนการ-เต็มรูปแบบ

เมื่อท่อความร้อนไททาเนียมถูกเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้ากับโลหะที่ไม่เหมือนกันซึ่งมีความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ชัดเจนและจุ่มลงในตัวกลางอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เซลล์ปฐมภูมิกัลวานิกจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยปกติแล้ว ไทเทเนียมจะมีศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่ค่อนข้างเป็นบวกโดยมีฟิล์มพาสซีฟไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เสถียร และทำหน้าที่เป็นแคโทดที่ได้รับการปกป้องในกรณีส่วนใหญ่ โลหะที่มีศักยภาพต่ำกว่าจะทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและละลายอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เมื่อจับคู่กับแพลตตินัม กราไฟต์ หรือโลหะมีตระกูลอื่นๆ ที่มีศักยภาพสูงกว่ามาก ไทเทเนียมจะกลายเป็นขั้วบวกและทนทุกข์ทรมานจากการกัดเฉพาะจุดอย่างรุนแรงที่ขอบเขตการสัมผัส ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลของรูพรุนและการเจาะทะลุ การกัดกร่อนดังกล่าวมุ่งไปที่ข้อต่อในการประกอบ ซึ่งมีความคืบหน้าของความเสียหายที่รวดเร็วมากเมื่อเทียบกับการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอทั่วไป

1. กลไกการกัดกร่อนของกัลวานิกไฟฟ้าเคมี

ไทเทเนียมสร้างฟิล์มพาสซีฟ TiO₂ ที่หนาแน่นในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำเป็นส่วนใหญ่ และมีศักยภาพในการกัดกร่อนสูง เมื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับเหล็กกล้าคาร์บอน อลูมิเนียม สังกะสี และโลหะแอคทีฟอื่นๆ โลหะที่ไม่เหมือนกันจะสูญเสียอิเล็กตรอนอย่างต่อเนื่องและละลายเป็นขั้วบวก ในขณะที่ไทเทเนียมแคโทดยังคงสภาพเดิม หากไทเทเนียมสัมผัสกับโลหะมีตระกูล เช่น แพลตตินัมและกราไฟต์ ศักยภาพของมันจะกลายเป็นลบค่อนข้างมาก ฟิล์มพาสซีฟที่ขอบสัมผัสจะแตกตัวลงเป็นพิเศษ และเมทริกซ์ไทเทเนียมจะละลายอย่างเข้มข้นเมื่อเป็นขั้วบวก ยิ่งอัตราส่วนพื้นที่ระหว่างแคโทดและแอโนดมีขนาดใหญ่ ความหนาแน่นกระแสบนพื้นผิวแอโนดก็จะยิ่งสูงขึ้น และการกัดกร่อนเฉพาะจุดจะขยายไปตามช่องว่างหน้าสัมผัสเร็วขึ้น ตัวกลางที่มีคลอไรด์และฟลูออไรด์ไอออนจะทำลายฟิล์มพาสซีฟที่ไม่สมบูรณ์เพิ่มเติมและเร่งความล้มเหลวในการเจาะ

2. ตำแหน่งทั่วไปที่ไวต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก

พื้นที่สัมผัสระหว่างท่อไททาเนียมกับส่วนรองรับเหล็กคาร์บอน แคลมป์ท่อ และฉากยึดแบบตายตัว

การเชื่อมต่อหน้าแปลนโดยใช้สลักเกลียวและปะเก็นทองเหลือง เหล็กชุบสังกะสี หรืออะลูมิเนียมอัลลอยด์

การเปลี่ยนตำแหน่งการเชื่อมระหว่างไปป์ไลน์หลักไทเทเนียมกับข้อต่อท่อเสริมที่ไม่ใช่-ไทเทเนียม

ข้อต่อเกลียวที่เข้าคู่กับอะแดปเตอร์เหล็กธรรมดาและขั้วต่อโลหะที่ต่างกัน

บริเวณที่เปียกกระเซ็นซึ่งส่วนประกอบไทเทเนียมสัมผัสกับเฟรมโครงสร้างโลหะอื่นๆ และเปลือกอุปกรณ์

3. ปัจจัยหลักที่เร่งการกัดกร่อนของกัลวานิก

ช่องว่างที่อาจเกิดขึ้นมากเกินไประหว่างวัสดุโลหะที่ต่างกันสองชนิดที่ตรงกัน

ไทเทเนียมเป็นขั้วบวกในพื้นที่-ขนาดเล็กจับคู่กับแคโทดโลหะมีตระกูลขนาดใหญ่- ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการกัดกร่อนได้อย่างมาก

ตัวกลางที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและไอออนฮาโลเจนซึ่งทำลายฟิล์มพาสซีฟและเพิ่มความเข้มข้นของปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า

ของเหลวข้นและตัวกลางในกระบวนการซึมเข้าไปในช่องว่างของการประกอบเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมอิเล็กโทรไลต์แบบปิด

ขาดมาตรการแยกฉนวนที่นำไปสู่การสัมผัสที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยตรงระหว่างโลหะสองชนิด

4. มาตรการทางเทคนิคการป้องกันและควบคุมลิงก์แบบเต็ม-

① ใช้หลักการจับคู่วัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน

รวมฉากยึด ตัวยึด และอุปกรณ์เสริมเชื่อมต่อกับวัสดุไทเทเนียมเพื่อขจัดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นโดยพื้นฐาน

② เพิ่มปะเก็นฉนวนและปลอกแยกระหว่างโลหะที่ไม่เหมือนกัน

ใช้ชิ้นส่วนฉนวน PTFE ยาง หรือเซรามิกเพื่อตัดลูปที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและปิดกั้นการก่อตัวของเซลล์กัลวานิก

3 ปรับสัดส่วนพื้นที่แอโนดของแคโทด{0}}ให้เหมาะสมเพื่อการเชื่อมต่อแบบผสมที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนแอโนดที่สึกกร่อนได้ง่ายมีพื้นที่สัมผัสที่ใหญ่ขึ้น เพื่อลดความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของหน่วย

④ ปิดผนึกช่องว่างของการประกอบด้วยน้ำยาซีลป้องกัน-การกัดกร่อน

ป้องกันไม่ให้ของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซึมเข้าไปในส่วนติดต่อเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของอิเล็กโทรไลต์

⑤ กำหนดค่าการป้องกันแอโนดแบบบูชายัญสำหรับโครงสร้างโลหะผสมที่ซับซ้อน

ติดตั้งบล็อกบูชายัญที่มีศักยภาพต่ำ-เพื่อกัดกร่อนและป้องกันท่อทำความร้อนไทเทเนียมเป็นพิเศษ

5. ตารางเปรียบเทียบผลการป้องกัน

表格

บทสรุป

การกัดกร่อนแบบกัลวานิกของท่อทำความร้อนไทเทเนียมเกิดจากความต่างศักย์ระหว่างโลหะที่ไม่เหมือนกันกับวงจรนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์แบบปิด แนวคิดในการป้องกันหลักคือการเลือกวัสดุที่เข้าคู่กันแบบครบวงจร การใช้ฉนวนทางกายภาพเพื่อตัดการเชื่อมต่อเส้นทางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การปิดผนึกช่องว่างเพื่อแยกตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และใช้การป้องกันเสริมแอโนดแบบบูชายัญ การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามาอย่างเข้มงวดและการจัดการกระบวนการประกอบที่ได้มาตรฐานสามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของการรั่วไหลก่อนเวลาอันควรที่เกิดจากการกัดกร่อนของกัลวานิกที่ตำแหน่งเชื่อมต่อของท่อทำความร้อนไทเทเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ