آلية فشل التآكل الكلفاني الخارجي لأنبوب تسخين التيتانيوم ونظام التحكم الكامل في منع العملية

يحدث فشل التآكل الجلفاني عندما يتم توصيل أنابيب تسخين التيتانيوم كهربائيًا بمعادن مختلفة مثل الفولاذ الكربوني والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ العادي تحت ظروف رطبة أو تحتوي على إلكتروليت-. بسبب اختلاف جهد القطب الكهربائي، يتم تشكيل بطارية أولية. يعمل التيتانيوم ككاثود وهو محمي، بينما يذوب المعدن السفلي المتصل بسرعة. في الحالات الشديدة، يعاني موضع التلامس من حفر خطيرة وفقدان المواد، وتترسب منتجات التآكل المتساقطة على سطح التيتانيوم، مما يؤدي إلى تآكل الشقوق والثقب المحلي لأنبوب التيتانيوم. يظهر هذا الفشل غالبًا في -وصلات أنابيب المواد المختلطة، وإطارات الدعم المشتركة وأجزاء التوصيل الأرضي، التي تنتمي إلى تآكل الاقتران الكهروكيميائي الناتج عن الاقتران المعدني غير المتطابق.

1. آلية بدء التآكل الكلفاني

يحتوي التيتانيوم على فيلم تخميل مستقر للغاية وإمكانات إلكترود أعلى بكثير من الفولاذ الكربوني والحديد وسبائك النحاس. عندما يكون معدنان مختلفان على اتصال معدني مباشر ومغلفان بالماء المكثف، أو معالجة تسرب سائل أو هواء رطب يحتوي على أيونات الكلوريد، تنشأ خلية كلفانية مغلقة تلقائيًا. يعمل المعدن ذو الإمكانات المنخفضة بمثابة الأنود ويخضع للتحلل التأكسدي المستمر لتحرير الإلكترونات، التي تتدفق إلى سطح كاثود التيتانيوم للمشاركة في تفاعل الاختزال. لن يتم استهلاك التيتانيوم نفسه في المرحلة المبكرة، ولكن تتراكم كمية كبيرة من منتجات تآكل الأنود عند فجوة المفصل، مما يحجب السائل ويشكل بيئة دقيقة مسدودة. يتضرر جزئيًا فيلم التخميل الموجود على سطح التيتانيوم، ويتولد تدريجيًا تآكل الشق أو تآكل الحفر على ركيزة التيتانيوم. على عكس التآكل الجوي الموحد، يعتمد هذا الضرر كليًا على الاتصال التوصيلي بين معدنين ووسط الكهارل.

2. الأوضاع النموذجية المعرضة للتآكل الجلفاني

وصلات تناكبية ذات شفة حيث يتم توصيل أنابيب التيتانيوم مباشرة بأجزاء من الصلب الكربوني أو خطوط الأنابيب النحاسية؛

مشابك وأقواس أنابيب فولاذية عادية مثبتة بإحكام على الجدار الخارجي لأنابيب تسخين التيتانيوم ؛

أسلاك التأريض المعدنية المختلطة وأحزمة الحماية من الصواعق ملحومة أو مثبتة بمعدات التيتانيوم؛

أدوات تثبيت لولبية مصنوعة من مواد أساسها الحديد-وتستخدم في تجميع تجهيزات أنابيب التيتانيوم؛

مناطق التمديد المتداخلة حيث يتم ربط خطوط أنابيب التيتانيوم بخطوط أنابيب معالجة معدنية أخرى.

3. العوامل المحفزة الأساسية لتسريع الضرر الناتج عن التآكل

اتصال جامد مباشر بين التيتانيوم والمعادن المختلفة دون تدابير عزل عازلة؛

تشكل المكثفات ومياه الأمطار والوسائط المتسربة طبقة توصيل إلكتروليتية مستمرة عند فجوات التلامس؛

تعمل أيونات الكلوريد الموجودة في البيئة على تدمير طبقة التخميل المحلية للتيتانيوم وتحفيز التآكل الثانوي؛

نسبة منطقة الاتصال المفرطة بين التيتانيوم الكاثود والمعادن المتباينة الأنود، وتسريع معدل ذوبان الأنود؛

تصميم خارجي مفتوح طويل الأمد-للهواء الطلق-بدون طبقة مقاومة للصدأ-وحماية عازلة لتوصيل الأجزاء.

4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط والتحكم فيه

① إضافة جوانات عازلة وعزل الأكمام بين أنابيب التيتانيوم والهياكل المعدنية المختلفة

قطع المسار الموصل للخلايا الكلفانية بشكل أساسي.

② اعتماد مثبتات ودعامات وربط الملحقات من التيتانيوم أو سبائك التيتانيوم بشكل موحد

توحيد الإمكانات المادية للقضاء على فرق الجهد الدافع.

③ قم بتطبيق طبقة مقاومة للتآكل- ومعجون مانع للتسرب مقاوم للماء على جميع أسطح الوصلات الملامسة

منع المنحل بالكهرباء من اختراق الفجوات لتشكيل وسط موصل.

④ تحسين تخطيط خطوط الأنابيب لتجنب اللفة المباشرة والربط مع خطوط الأنابيب المعدنية الأخرى

تعيين طرق مستقلة لوضع وتثبيت خطوط أنابيب التدفئة المصنوعة من التيتانيوم.

⑤ قم بفحص مواضع التثبيت بانتظام لإزالة رواسب التآكل المتراكمة

إزالة الفجوات المسدودة التي تسبب تآكل الشقوق الثانوي.

5. جدول مقارنة تأثير الوقاية

表格

خاتمة

ينشأ فشل التآكل الكلفاني لأنبوب تسخين التيتانيوم من اختلاف الجهد بين المعادن المقترنة غير المتشابهة ووسط الإلكتروليت، والذي يشكل بطارية أولية تؤدي إلى الذوبان التفضيلي للمواد-ذات الإمكانات المنخفضة وما يتبع ذلك من تآكل الفجوة على التيتانيوم. تشمل إجراءات الوقاية الأساسية كسر التوصيل الكهربائي من خلال العزل العازل، وتوحيد درجات المواد المساعدة المطابقة، وسد الفجوات لتجنب تسرب الإلكتروليت، وتوحيد وضع مد خطوط الأنابيب. يمكن للتحكم الكامل في -عملية اقتران التصميم والتركيب في الموقع-والصيانة الدورية اليومية أن يتجنب تلف خطوط الأنابيب وحوادث التسرب المتوسطة الناتجة عن تآكل الاقتران الجلفاني لأنابيب تسخين التيتانيوم.