في تركيب نظام التدفئة الصناعية، عادةً ما يتم تثبيت أنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بواسطة أقواس معدنية مختلفة، بما في ذلك الفولاذ الكربوني وسبائك الألومنيوم ودعامات الفولاذ المجلفن العادي. عندما يتم غمر نوعين من المعادن المتباينة ذات إمكانات إلكترود مختلفة في وسائط تآكل موصلة أو يتعرضان للهواء المحمل بالملح الرطب -، فمن المحتمل جدًا أن يحدث تآكل كلفاني . 316 يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بإمكانية إلكترود عالية نسبيًا ويعمل ككاثود في الخلية الجلفانية، بينما يعمل الفولاذ الكربوني والمعادن الهيكلية العادية الأخرى بمثابة الأنود ويتآكل بسرعة. على الرغم من أن أنبوب التسخين نفسه لن يتم استهلاكه مباشرة في المرحلة الأولية، إلا أن فشل التآكل السريع للأقواس سيؤدي إلى تثبيت فضفاض، واهتزاز الأنبوب، وخلع الختم وتآكل الشق الثانوي في وصلة أنبوب التسخين. في الحالات الشديدة، سوف تلتصق أيونات الصدأ الناتجة عن تآكل الأنود بسطح الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى إتلاف الطبقة السلبية ويؤدي في النهاية إلى حدوث تسرب محلي لأنابيب التسخين. ولذلك، يجب اتخاذ تدابير العزل والمطابقة المستهدفة للقضاء على مخاطر التآكل الجلفاني الناجم عن الاتصال المعدني المختلف أثناء التثبيت.
يكمن جوهر التآكل الجلفاني في فرق الجهد بين المعادن المتباينة ووجود مسار إلكتروليت موصل مستمر. كلما كانت الفجوة المحتملة بين القطب بين مادتين أكبر، كلما كان تآكل معدن الأنود أسرع. عندما تكون الأقواس المصنوعة من الفولاذ الكربوني على اتصال مباشر بأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، تشكل مياه الصرف الصناعي الرطبة والضباب الملحي والماء المكثف طبقة إلكتروليت تربط بين المعدنين. يخضع قوس الأنود للتحلل الكهروكيميائي المستمر، مما يولد كمية كبيرة من رواسب الصدأ. تغطي رواسب الصدأ هذه موضع التلامس لأنبوب التسخين، مما يؤدي إلى خلق بيئة انسداد -تنقصها الأكسجين، مما يؤدي إلى كسر -توازن الإصلاح الذاتي للطبقة السلبية الغنية بالكروم- وتتطور تدريجيًا إلى حفر تآكل محلية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاهتزاز أثناء تشغيل المعدات سوف يسبب احتكاكًا بين المعادن المتباينة، وخدش الطبقة السلبية على سطح الأنبوب وزيادة تسريع بدء التآكل الجلفاني.
تلخص هذه الدراسة ثلاث إستراتيجيات فنية فعالة لمنع التآكل الجلفاني للمعادن المتباينة، وهي العزل الكهربائي ومطابقة إمكانات المواد وحماية الطلاء المضاد للتآكل السطحي. الطريقة الأكثر موثوقية والمستخدمة على نطاق واسع هي العزل الكهربائي المادي. يتم وضع-جوانات غير موصلة للحرارة عالية-مثل PTFE والسيراميك عالي الأداء- والمطاط العازل المعدل بين أنبوب التسخين والأقواس المعدنية لقطع مسار نقل الإلكترون للخلية الجلفانية تمامًا. لا تتجنب الحشية العازلة الاتصال المباشر بالمعادن فحسب، بل تعمل أيضًا على منع احتكاك الاهتزاز الميكانيكي، مما يمنع تلف الخدش السلبي للطبقة. ومن الضروري التأكد من أن مادة العزل تغطي كافة مناطق التلامس بشكل كامل دون وجود فجوات تعرض معدنية محلية.
مخطط التحسين الثاني هو اختيار مواد قوسية ذات إمكانات إلكترود مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ 316. يؤدي استبدال الأقواس المصنوعة من الفولاذ الكربوني بدعامات من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو 316 إلى تقليل الفرق المحتمل بين مواد التلامس، مما يؤدي بشكل أساسي إلى تثبيط القوة الدافعة للتآكل الجلفاني. تعتبر هذه الطريقة مناسبة لسيناريوهات التشغيل المستمر-عالية التآكل وطويلة الأمد مع متطلبات أمان عالية. على الرغم من أن تكلفة الشراء الأولية تزيد بشكل معتدل، إلا أنها تتجنب استبدال الدعامات بشكل متكرر وتلف التآكل الثانوي لأنابيب التدفئة، مما يقلل بشكل كبير من -تكلفة التشغيل والصيانة الكاملة لنظام التدفئة.
الإجراء المساعد الثالث هو الحماية الشاملة للطلاء للمكونات المعدنية المختلفة. تتم معالجة الأقواس المصنوعة من الفولاذ الكربوني باستخدام - الجلفنة بالغمس الساخن بالإضافة إلى طبقة علوية مانعة للتسرب من الفلور، مما يشكل طبقة واقية كثيفة خاملة لعزل المصفوفة المعدنية عن الإلكتروليت المسبب للتآكل. وفي الوقت نفسه، يمكن رش منطقة التلامس لأنبوب التسخين محليًا بطبقة مقاومة للتآكل-درجة حرارة عالية. عندما يتم تغطية كلا السطحين الملامسين بطبقات عازلة، لا يمكن تشكيل الحلقة الموصلة للخلية الغلفانية، مما يمنع التآكل الغلفاني بشكل فعال. ومع ذلك، فإن حماية الطلاء تتطلب رقابة صارمة على البناء؛ بمجرد خدش الطلاء أو تقشيره جزئيًا، سيحدث تآكل الأنود المحلي المتسارع بدلاً من ذلك.
تظهر اختبارات التباين الميدانية أن أنابيب التسخين التي تستخدم تركيب العزل العازل لا تحتوي على تآكل جلفاني وفشل في فك الدعامة بعد 24 شهرًا من التشغيل المستمر في ورش مياه الصرف الصحي التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد. في المقابل، فإن أنابيب التسخين المثبتة مباشرة بأقواس فولاذية كربونية تعاني من ترسب الصدأ الواضح وتآكل شق المفاصل خلال 5 أشهر. في الختام، العزل المادي هو الطريقة الأكثر اقتصادا وموثوقية لمنع التآكل الجلفاني المعدني المختلف. إلى جانب الاختيار المعقول لمواد الدعامة وحماية طلاء السطح، فإنه يمكنه القضاء تمامًا على مخاطر التآكل الجلفاني المحتملة، وتحقيق الاستقرار في هيكل التثبيت لأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، وتجنب أضرار التآكل الثانوية، وضمان -التشغيل الآمن والمستقر على المدى الطويل لمعدات التسخين الصناعية المضادة للتآكل-.
