Galvanointityöpajoissa, maanalaisissa jätevesialtaissa, rannikon kemiallisissa reaktiosäiliöissä ja muissa ympäristöissä, joissa on korkea ioninjohtavuus, 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetut lämmitysputket ovat erittäin herkkiä pistekorroosiolle, rakokorroosiolle ja hajavirtakorroosiolle. Vaikka pinta muodostaisi täydellisen kromi-rikkaan passiivikalvon, kloridi-ionit voivat jatkuvasti kuluttaa suojakerrosta ja aiheuttaa paikallista anodia liukenemista. Perinteisillä menetelmillä, kuten pinnoitteen suojauksella, veden laadun säätämisellä ja inhibiittorin annostelulla, on tiettyjä rajoituksia pitkäaikaisessa-upotuskeinossa, jossa on korkea johtavuus. Katodinen suojaus sähkökemiallisena korroosionestoteknologiana muuntaa ruostumattoman teräksen potentiaalin katodisuojausalueelle ulkoisen virran tai uhrautuvan anodimoodin avulla, jolloin metallipinnassa tapahtuu vain pelkistysreaktio anodisen liukenemisen sijaan, mikä estää pohjimmiltaan erilaisia paikallisia korroosion käyttäytymistä. Monet yritykset luottavat vain passiivisiin korroosionestokeinoihin ja jättävät huomioimatta aktiivisen sähkökemiallisen suojausmenetelmän, mikä johtaa usein lämmitysputkinippujen ennenaikaisiin vuotohäiriöihin ankarissa johtavissa ympäristöissä. Siksi katodisuojausjärjestelmien tieteellinen valinta ja standardoitu käyttöönotto voivat tarjota pitkäkestoisen luotettavan sähkökemiallisen suojan lämmitysputkille.
Katodisen suojan korroosionesto{0}}ydinperiaate on säätää suojatun metallin elektrodipotentiaalia käyttämällä ulkoisia elektroneja, jotta ruostumattoman teräksen anodinen hapettumiskorroosioreaktio vaimenee. On olemassa kaksi yleistä teknistä reittiä: uhrautuva anodin katodisuojaus ja vaikuttunut virtakatodinen suojaus. Uhrautuvassa anodijärjestelmässä metallit, joilla on negatiivisempi elektrodipotentiaali, kuten sinkki, magnesium ja alumiiniseokset, yhdistetään lämmitysputkilla. Uhrautuva anodi menettää jatkuvasti elektroneja ja liukenee anodina, kun taas ruostumattomasta teräksestä valmistettu 316-lämmitysputki kerää elektroneja ja siitä tulee suojattava katodi. Vaikutettu virtatila syöttää vakaata tasavirtaa ulkoisen virtalähteen ja apuanodin kautta ruiskuttaen jatkuvasti elektroneja lämmitysputkeen metallin pitämiseksi turvallisella potentiaalivälillä. Kun ruostumattoman teräksen potentiaalia ohjataan suoja-alueella, pistesyöksyä, rakoanodista liukenemista ja hajavirtakorroosiota voidaan hillitä tehokkaasti. Liiallinen katodinen polarisaatio laukaisee kuitenkin vedyn kehittymisen metallipinnalla, mikä johtaa vedyn haurastumisen riskiin kylmässä -taivutetuissa ja hitsatuissa lämpöputkissa, joten tarkka potentiaalin hallinta on erityisen tärkeää.
Tässä tutkimuksessa esitetään yhteenveto neljästä keskeisestä standardoidusta sovellusspesifikaatiosta 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken katodiselle suojaukselle, mukaan lukien suojaustilan valinta, mahdollisten parametrien asetus, apulaitteiden asettelu ja säännöllinen valvontahuolto.
Valitse ensin sopiva katodinen suojausmuoto keskitason johtavuuden ja laiteasteikon mukaan. Pienille ja keskikokoisille{1}}suljetuille reaktiosäiliöille, joissa on keskinkertainen johtavuus ja rajoitettu käyttöalue, suositaan uhrautuvaa anodisuojausta, joka sisältää yksinkertaisen asennuksen, ilman virtalähdettä ja alhaiset myöhemmät ylläpitokustannukset. Suurissa-avoimissa kiertojärjestelmissä, rannikon suolaisen veden upotuslaitteissa ja pitkän matkan -lämpöputkissa, joissa on korkea suojavirran tarve, vaikuttava virtakatodinen suojaus on otettu käyttöön vakaan pitkän-potentiaalinhallinnan saavuttamiseksi. Neutraalissa ja heikosti emäksisessä kloridiväliaineessa uhrautuvat sinkkianodit ovat optimaalinen valinta; magnesiumseoksesta valmistettuja anodija voidaan käyttää vain heikosti happamissa ympäristöissä riittävän suojavirran takaamiseksi.
Toiseksi aseta tarkat suojauspotentiaalin kynnykset tasapainottaaksesi -korroosionestovaikutuksen ja vedyn haurastumisen riskin. Viitaten kupari/kuparisulfaatti-referenssielektrodiin, ruostumattoman teräksen 316 minimisuojauspotentiaali on säädetty -0,45 V:iin, ja yläraja ei saa ylittää -1,10 V liiallisen katodisen polarisaation ja suuren vedyn saostumisen välttämiseksi. Hitsaus- ja kylmätaivutusprosesseja käyttävien putkien lämmityspotentiaalin yläraja on nostettava asianmukaisesti -0,95 V:iin, jotta vähennetään riskiä, että vetyatomit tunkeutuvat matriisiin ja aiheuttavat viivästynyttä haurautta. Mahdolliset valvontapisteet on järjestetty hitsaussaumoihin, taivutettuihin osiin ja kiinnityskohtiin, joissa korroosioriski on suurin, jotta varmistetaan, että suoja-alue kattaa kaikki herkät alueet.
Kolmanneksi optimoi anodien ja vertailuelektrodien asettelu suojakuolleiden vyöhykkeiden välttämiseksi. Pystysuoraan asennetuissa lämmitysputkinipuissa suoja- tai lisäanodit on järjestetty tasaisesti säiliön rungon ylä-, keski- ja ala-asentoihin estämään suojavaikutuksen aiheuttama epätasainen virran jakautuminen. Vertailuelektrodit tulee asentaa lähelle tyypillisten lämmitysputkien pintaa sen sijaan, että ne sijoitettaisiin kuolleisiin kulmiin, joissa nestevirtaus on huono. Kaapeleiden ja kiinnitystukien eristyskäsittelyä tarvitaan virtavuodon ja suojavirtahäviön estämiseksi. Kun useita lämmityssäiliöitä toimii rinnakkain, erilliset suojasilmukat on konfiguroitava vastaavasti, jotta vältetään eri laitteiden välinen keskinäinen virtahäiriö.
Neljänneksi, perustaa säännöllinen mahdollinen tarkastus- ja suojajärjestelmän huoltomekanismi. Mittaa uhrautuvan anodisuojausjärjestelmissä anodien jäännöspaksuus ja lähtövirta kuuden kuukauden välein ja vaihda vialliset anodit ajoissa, kun lämpöputken potentiaali poikkeaa turvalliselta alueelta. Vaikutettuja virtajärjestelmiä varten kalibroi vertailuelektrodit säännöllisesti, tarkista tasasuuntaajan virransyötön toimintavakaus ja puhdista apuanodien pintaskaalaus. Jos lämmitysputkissa tapahtuu paikallista pinnoitetta tai passiivikalvovaurioita, tehosta viallisen kohdan mahdollista valvontaa keskittyneen korroosion välttämiseksi ennen suojajärjestelmän voimaantuloa.
Kenttä{0}}pitkän aikavälin sovellustiedot osoittavat, että pätevillä katodisuojausjärjestelmillä varustetut lämmitysputket voivat toimia turvallisesti yli 30 kuukautta ilman piste- ja hajavirtakorroosiovaurioita. Sitä vastoin suojaamattomat lämmitysputket korkean -johtavuuden väliaineissa kärsivät yleensä paikallisesta rei'ittymisestä 6–10 kuukauden kuluessa. Yhteenvetona voidaan todeta, että järkevä suojaustilan valinta, tarkka potentiaalisten parametrien hallinta, tieteellinen anodien asettelu ja säännöllinen järjestelmän huolto voivat rakentaa aktiivisen sähkökemiallisen korroosionestokerroksen 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua lämmitysputkea varten. Katodisuojaustekniikka korvaa perinteisten passiivisten korroosionestomenetelmien puutteet, pidentäen tehokkaasti lämmityslaitteiden käyttöikää ja vähentäen
taloudelliset tappiot, jotka aiheutuvat vahingossa tapahtuneesta sammutuksesta erittäin syövyttävässä sähköä johtavassa teollisuusympäristössä.
