כאשר צינורות חימום טיטניום מחוברים חשמלית עם מתכות שונות בעלות הבדל פוטנציאל ברור וטבולות במדיום אלקטרוליט מוליך, נוצר תא ראשוני גלווני באופן ספונטני. טיטניום מחזיק בדרך כלל בפוטנציאל אלקטרודה חיובי יחסית עם סרט פסיבי טיטניום דו חמצני יציב ופועל כקתודה שיש להגן עליה ברוב המקרים. מתכות בעלות פוטנציאל נמוך יותר ישמשו כאנודה ויתמוססו במהירות. עם זאת, בשילוב עם פלטינה, גרפיט או מתכות אצילות אחרות בעלות פוטנציאל גבוה בהרבה, טיטניום הופך לאנודה וסובל מחריטה מקומית חמורה בגבולות המגע, וכתוצאה מכך נזילת גורות וחדירה. קורוזיה כזו מתרכזת במפרקי הרכבה, וכוללת התקדמות נזקים מהירה במיוחד בהשוואה לקורוזיה אחידה קונבנציונלית.
1. מנגנון קורוזיה גלווני אלקטרוכימי
טיטניום יוצר סרט פסיבי TiO₂ צפוף ברוב הסביבות המימיות, בעל פוטנציאל קורוזיה גבוה. כאשר מחוברים ישירות לפלדת פחמן, אלומיניום, אבץ ומתכות פעילות אחרות, המתכת השונה מאבדת אלקטרונים ברציפות ומתמוססת כמו האנודה, בעוד קתודית טיטניום נשארת שלמה בעצם. אם טיטניום נמצא במגע עם מתכות אצילות כמו פלטינה וגרפיט, הפוטנציאל שלו הופך שלילי יחסית, הסרט הפסיבי בקצה המגע מתפרק בצורה מועדפת, ומטריצת טיטניום מתמוססת באופן אינטנסיבי כמו האנודה. ככל שיחס השטח בין הקתודה לאנודה גדול יותר, כך צפיפות הזרם על פני האנודה גבוהה יותר, והקורוזיה המקומית מתרחבת מהר יותר לאורך מרווח המגע. מדיום עם יוני כלוריד ופלואוריד יהרוס עוד יותר את הסרט הפסיבי הלא שלם ויאיץ את כשל החדירה.
2. מיקומים אופייניים הרגישים לקורוזיה גלוונית
אזורי מגע בין צינורות טיטניום ותומכי פלדת פחמן, מהדקי צינור וסוגריים קבועים;
חיבורי אוגן באמצעות ברגים ואטמים פליז, פלדה מגולוונת או סגסוגת אלומיניום;
עמדות ריתוך מעבר בין צינור ראשי מטיטניום לבין אביזרי עזר שאינם-טיטניום;
חיבורי הברגה מותאמים עם מתאמי פלדה רגילים ומחברי מתכת הטרוגניים;
אזורי התזה רטובים שבהם רכיבי טיטניום נוגעים במסגרות מבניות מתכת אחרות וקונכיות ציוד.
3. גורמי ליבה המאיצים קורוזיה גלוונית
פער פוטנציאלי מופרז בין שני סוגים של חומרי מתכת הטרוגניים תואמים;
טיטניום כאנודה קטנה בשטח- בשילוב עם קתודה מתכת אצילה בשטח- גדול, מה שמגדיל מאוד את קצב הקורוזיה;
בינוני עם מוליכות גבוהה ויוני הלוגן השוברים סרט פסיבי ומעצימים תגובה אלקטרוכימית;
נוזל מעובה ומדיום תהליך מחלחלים לתוך פערי הרכבה ליצירת סביבת אלקטרוליט סגורה;
היעדר אמצעי בידוד מבודדים המובילים למגע מוליך ישיר בין שתי מתכות.
4. אמצעים טכניים-מלאים למניעת ובקרה של קישורים
① אמצו עיקרון התאמת חומרים הומוגניים
איחוד סוגריים, מחברים ואביזרי חיבור לחומר טיטניום כדי לבטל את ההבדל הפוטנציאלי באופן יסודי.
② הוסף אטמים מבודדים ושרוולי בידוד בין מתכות שונות
השתמש בחלקי בידוד PTFE, גומי או קרמי כדי לנתק לולאות מוליכות ולחסום היווצרות תאים גלווניים.
③ ייעל את פרופורציית שטח האנודה- של הקתודה לחיבור מעורב בלתי נמנע
ודא שלחלק האנודה הנגוע בקלות יש שטח מגע גדול יותר כדי להפחית את צפיפות זרם הקורוזיה של היחידה.
④ אטום את הפערים במכלול עם איטום- נגד קורוזיה
מניעת חדירת נוזל מאכל לממשקי מגע כדי למנוע הצטברות אלקטרוליטים.
⑤ הגדר הגנה לאנודת קורבן עבור מבני מתכת מעורבים מורכבים
התקן בלוקים עם פוטנציאל הקרבה- נמוך כדי לשתות ולהגן על צינורות חימום טיטניום.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| תכנית התאמת הרכבה | סיכון קורוזיה גלווני | הצעה ליישום |
|---|---|---|
| מגע ישיר בין אביזרי פלדת פחמן למשטח טיטניום חשוף | קורוזיה מהירה של אביזרי ופיתול קצוות על טיטניום | הוסף בידוד בידוד או החלף בחלקי טיטניום באופן מיידי |
| התאמת טיטניום מלאה + טיפול איטום פערים | בעצם לחסל סכנות נסתרות קורוזיה גלוונית | מפרט התקנה סטנדרטי לצינורות לחץ טיטניום |
| בידוד בידוד + הגנת אנודה קורבן עזר | ביצועי קורוזיה אנטי-יציבים לטווח ארוך-לטווח ארוך | עיצוב מתכת מעורב תוכנית תומכת חובה |
מַסְקָנָה
קורוזיה גלוונית של צינורות חימום טיטניום נגרמת על ידי הבדל פוטנציאל בין מתכות שונות ומעגל מוליך אלקטרוליט סגור. רעיונות המניעה המרכזיים הם בחירת חומרים תואמים מאוחדים, אימוץ בידוד פיזי לניתוק נתיבים מוליכים, איטום פערים כדי לבודד מדיום קורוזיבי והחלת הגנה מסייעת לאנודה. בדיקה קפדנית של חומרים נכנסים וניהול סטנדרטי של תהליך ההרכבה יכולים למנוע ביעילות כשל דליפה מוקדמת הנגרמת על ידי קורוזיה גלוונית בעמדות חיבור של צינורות חימום טיטניום.
