يحدث التآكل الجلفاني عندما يتم توصيل معدنين مختلفين لهما إمكانات إلكترود مختلفة وغمرهما في نفس وسط الإلكتروليت. تتشكل خلية كلفانية أولية تلقائيًا. يعمل المعدن ذو الإمكانات المنخفضة بمثابة الأنود ويخضع لعملية انحلال وتآكل متسارعة، بينما تعمل المادة ذات الإمكانات الأعلى-ككاثود وتكون محمية بشكل أساسي. عندما يتم تجميع أنبوب التسخين باستخدام الفولاذ الكربوني والنحاس والألومنيوم والتركيبات الأخرى، غالبًا ما يحدث ثقب محلي سريع في موضع المفصل، وهو ما يمثل خطر تآكل خفي ناتج عن التجميع الشائع-.
1. آلية التكوين الكهروكيميائي
تتمتع المواد المعدنية المختلفة بإمكانات تآكل طبيعية متميزة في نفس البيئة السائلة. عندما يكون معدنان على اتصال مباشر وينقعان في وسط موصل، تنتقل الإلكترونات من المعدن ذي المقاومة الأضعف للتآكل (احتمالية أقل) إلى أنبوب التسخين المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ 316 يتمتع بإمكانية إيجابية نسبيًا، فسيصبح كاثودًا بدون تآكل ذاتي واضح-؛ يذوب المعدن المتباين المقترن بسرعة. على العكس من ذلك، عند مطابقته مع التيتانيوم والهاستيلوي والسبائك الأخرى ذات الإمكانات العالية، يتحول الفولاذ المقاوم للصدأ 316 إلى القطب الموجب، وسيتم تآكل جدار الأنبوب بشكل تفضيلي وتثقيبه بالقرب من واجهة الاتصال. كلما زاد فرق الجهد بين المادتين، زاد معدل تفاعل التآكل الجلفاني.
2. سيناريوهات فشل المطابقة الكلفانية النموذجية
شفة أنبوب التسخين مثبتة مباشرة بشفة من الصلب الكربوني ومثبتات؛
أنابيب تسخين من الفولاذ المقاوم للصدأ متصلة بأنابيب النحاس، والصمامات النحاسية، وأقواس الألومنيوم؛
جسم خزان المعدات مصنوع من الفولاذ الكربوني بينما عناصر التسخين مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مع التوصيل السائل؛
لحام مختلط من الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد العادي بدون هيكل عازل انتقالي.
3. العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تسريع التآكل الجلفاني
فجوة كبيرة محتملة بين المادتين المعدنيتين الملامستين؛
إلكتروليت موصل بشكل كافٍ يحتوي على أيونات الكلوريد لتشكيل دائرة مغلقة؛
منطقة الاتصال المعدنية الأنود أصغر بكثير من منطقة الكاثود، مما يؤدي إلى كثافة تيار الأنود عالية للغاية وتأليب سريع؛
تعمل درجة الحرارة المتوسطة العالية وقيمة الرقم الهيدروجيني المنخفضة على تحسين التوصيل الأيوني وسرعة التآكل بشكل كبير.
4. كامل-ربط الإجراءات الفنية الوقائية
① اعتماد مبدأ مطابقة المواد المتجانسة
يجب أن تستخدم جميع حواف التوصيل والمسامير والدعامات وبطانات الخزانات الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو 316L المتوافق مع أنبوب التسخين لإزالة فرق الجهد من المصدر.
② أضف جوانات وبطانات العزل العازلة
عندما لا يمكن استبدال معادن مختلفة، قم بتركيب حشوات عازلة غير موصلة من مادة PTFE بين أسطح تركيب الحافة؛ استخدم الأكمام العازلة البلاستيكية لمواقع اختراق البراغي لقطع مسارات التوصيل الإلكتروني.
③ تحسين التخطيط الهيكلي لتقليل سد السوائل
تجنب الفجوات الضيقة لاحتباس السوائل عند وصلة المعدنين؛ زيادة انحدار التصريف لمنع احتجاز الإلكتروليت بين وجوه التلامس لفترة طويلة.
④ توحيد مواصفات عملية اللحام
بالنسبة لحام المعادن المتباينة الذي لا يمكن تجنبه، استخدم قضبان لحام انتقالية خاصة لتجنب الانصهار المباشر لمعدنين أساسيين ومنع تكوين الخلايا الجلفانية عند اللحامات.
⑤ قم بتطبيق العزل الشامل للطلاء المضاد للتآكل-.
قم بتغطية منطقة التلامس وقسم الأنابيب المجاورة بطبقة PFA أو إيبوكسي لعزل السطح المعدني عن وسط الإلكتروليت ومنع حلقة التآكل.
5. جدول تباين تأثير المخطط
表格
| وضع مطابقة التجميع | خطر التآكل الجلفاني | اقتراح التطبيق |
|---|---|---|
| اتصال مباشر بين الفولاذ الكربوني و316 بدون عزل | تآكل خطير للغاية | منع طريقة التجميع هذه |
| نفس الملحقات المادية + لا حاجة للعزل | الأساسية لا تآكل كلفاني | يفضل التصميم الموحد |
| معدن مختلف + عزل PTFE | كسر دائرة التآكل بشكل فعال | التحول الإلزامي للمعدات الموجودة |
خاتمة
ينشأ التآكل الجلفاني بشكل أساسي من فرق الجهد بين المعادن غير المتجانسة والحلقة الكهروكيميائية المغلقة التي تتكون من المنحل بالكهرباء. الحل الأساسي هو الاختيار الموحد للمواد. إذا كانت الظروف الهيكلية محدودة، يجب اعتماد تدابير العزل المادي لقطع قنوات نقل الإلكترون وتوصيل السائل، وذلك لتجنب تسرب التآكل الموضعي المتسارع لأنابيب التسخين الناتج عن التجميع غير المناسب للمواد في تجميع النظام.
