קורוזיה של 316 צינורות חימום נירוסטה היא בעצם תהליך אלקטרוכימי. הבנת מנגנון הקורוזיה האלקטרוכימית ונקיטת אמצעי הגנה ממוקדים יכולים לשפר ביעילות את חיי השירות של צינורות חימום בסביבות קשות. הגנה קתודית, כטכנולוגיה אלקטרוכימית חשובה נגד-קורוזיה, נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות הנדסה ימיות ובתעשיות פטרוכימיות, וניתן ליישם אותה גם על מערכות חימום מנירוסטה 316 בתנאים ספציפיים.
העיקרון הבסיסי של קורוזיה אלקטרוכימית הוא שמתכת יוצרת סוללת קורוזיה בתמיסת אלקטרוליטים. על פני המתכת, ישנם אזורי מיקרו-אנודה ומיקרו-קטודה בו זמנית. באנודה, אטומי ברזל מאבדים אלקטרונים והופכים ליוני ברזל המומסים לתוך התמיסה, שהיא תהליך הקורוזיה; בקתודה, יוני חמצן או מימן מקבלים אלקטרונים ועוברים תגובות הפחתה. עבור נירוסטה 316, הסרט הפסיבי יכול לחסום את תגובת האנודה ולהאט את קצב הקורוזיה. אבל כאשר הסרט הפסיבי נהרס באופן מקומי על ידי יוני כלוריד, תיווצר סוללת קורוזיה קתודית גדולה באנודה קטנה במיקום הפגוע, מה שמוביל להתפתחות מהירה של קורוזיה בבור.
צורות קורוזיה אלקטרוכימיות נפוצות הקשורות לצינורות חימום 316 כוללות קורוזיה בבור, קורוזיה של חריצים וקורוזיה גלוונית. קורוזיה בבור היא הנפוצה ביותר, הנגרמת על ידי פירוק מקומי של סרט פסיבי על ידי יוני כלוריד; קורוזיה של חריצים מתרחשת בעיקר בריתוכים, אוגנים ומרווחים בתצהיר, שהיא בעצם קורוזיה של סוללה חסומה הנגרמת מהבדל בריכוז החמצן; קורוזיה גלוונית מתרחשת כאשר נירוסטה 316 נמצאת במגע חשמלי עם מתכות בעלות פוטנציאל קורוזיה נמוך יותר (כגון פלדת פחמן) באלקטרוליט. בשלב זה, פלדת הפחמן בעלת הפוטנציאל הנמוך יותר הופכת לאנודה ומאיצה את הקורוזיה, בעוד פלדת אל חלד 316 כקתודה מוגנת.
הגנה קתודית היא טכנולוגיה נגד-קורוזיה המעכבת את תגובת האנודה על ידי הפעלת זרם קתודי על פני המתכת, מה שהופך את כל פני המתכת לקתודה. ישנן שתי שיטות יישום עיקריות: שיטת האנודה להקרבה ושיטת ההתרשמות הנוכחית. שיטת אנודת ההקרבה מחברת מתכות בעלות פוטנציאל שלילי יותר (כגון בלוקי אבץ ובלוקי אלומיניום) למתכת המוגנת, ואנודת ההקרבה קורוזיה בעדיפות כדי לספק זרם הגנה; שיטת הזרם המתרשם מספקת זרם הגנה באמצעות ספק כוח DC חיצוני ואנודה עזר.
עבור צינורות חימום מנירוסטה 316, הגנה קתודית חלה בעיקר על מי ים וסביבות גבוהות של-כלוריד, ומשמשת כאמצעי עזר נגד-קורוזיה. עם זאת, יש לציין שלנירוסטה יש סיכון של התפרקות מימן תחת הגנה קתודית מוגזמת, ויש לשלוט בפוטנציאל ההגנה בטווח סביר, לא שלילי מדי. בנוסף, הגנה קתודית יעילה ביותר עבור קורוזיה אחידה, ובעלת השפעה מוגבלת על מניעת קורוזיה של חריצים. יש להשתמש בו בשילוב עם אמצעים אחרים נגד-קורוזיה.
ביישומים מעשיים, יש להקדיש תשומת לב רבה יותר למניעת קורוזיה גלוונית הנגרמת כתוצאה מהתאמת חומרים לא נאותה. כאשר 316 צינורות חימום מותקנים במיכלי פלדת פחמן, יש לנקוט באמצעי בידוד בעמדות המגע כדי למנוע מגע חשמלי ישיר, אחרת דופן המיכל יאיץ קורוזיה עקב אפקט גלווני.
טבלה 1 סוגי קורוזיה אלקטרוכימיים נפוצים ושיטות הגנה עבור נירוסטה 316
表格
| סוג קורוזיה | מנגנון אלקטרוכימי | תרחיש סיכון- גבוה | אמצעי הגנה |
|---|---|---|---|
| קורוזיה בבור | התמוטטות סרט פסיבי מקומי, אנודה קטנה-סוללת קתודה גדולה | כלוריד גבוה, טמפרטורה גבוהה | שפר את איכות פני השטח, בקרת ריכוז Cl⁻ |
| קורוזיה של חריצים | תא ריכוז חמצן בפער צר | ריתוכים, אוגנים, תחת-אזורי הפקדה | ייעול מבנה, צמצום פערים, ליטוש ריתוכים |
| קורוזיה גלוונית | צורות מגע מתכתיות לא דומות סוללת מאקרו | מגע עם פלדת פחמן, חומרים שונים | בידוד בידוד, התאמת חומרים סבירה |
| קורוזיה בין-גרגירית | דלדול הכרום בגבולות התבואה | חום ריתוך-איזור מושפע, טמפ' בינונית | השתמש ב-316L, טיפול בתמיסה |
| פיצוח קורוזיה במתח | מתח מתיחה + מדיום קורוזיבי ספציפי | טמפ' גבוהה + כלוריד גבוה + מתח | הפחתת מתח שיורי, שדרג חומר |
הבנת מנגנון הקורוזיה האלקטרוכימית ונקיטת אמצעי הגנה מדעיים יכולים לשפר ביעילות את אמינות השירות של 316 צינורות חימום מנירוסטה.
