Ruostumattomasta teräksestä valmistettu PTFE-lämmittimen kannatin, joka on pultattu terässäiliöön johtavassa happokylvyssä, muodostaa pienen akun. Viikkojen kuluessa tämä kiinnike kuoppaa, ruostuu ja lopulta epäonnistuu, mikä saattaa pudottaa lämmittimen säiliöön. Tämä on klassinen bimetallikorroosio. Varhaisten merkkien tunnistaminen ja oikean ratkaisun käyttäminen-sähköeristys tai materiaalien sovittaminen-estää näennäisesti vähäisestä haarukoista muodostumasta kalliiksi säiliössä tapahtuvaksi onnettomuudeksi.
Mikä on bimetallikorroosio ja miksi sitä esiintyy?
Kun kaksi erilaista metallia yhdistetään sähköisesti ja altistetaan johtavalle nesteelle (elektrolyytille), muodostuu galvaaninen kenno. Vähemmän jalometallista tulee anodi ja se syöpyy ensisijaisesti; jalompi metalli (katodi) pysyy suojattuna. Pinnoitussäiliössä johtava kylpy-usein happo- tai emäksinen liuos, jolla on korkea ionipitoisuus-, täydentää piirin.
Lämmittimen tukikannattimelle yleisiä materiaalipareja ovat:
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kiinnike(jaloisempi) pultattu ahiiliterässäiliö(vähemmän jalo) → terässäiliö syöpyy nopeasti pultinreikien ympärillä.
Kupari- tai messinkikiinnike(jaloisempi) kiinnitettynä aruostumattomasta teräksestä valmistettu säiliö(vähemmän jalo) → ruostumaton teräs voi kärsiä piste- tai rakokorroosiosta.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kiinnikepultattu atitaaninen säiliö(erittäin jalo) → ruostumattomasta teräksestä tulee anodi ja sen sijaan se syöpyy.
Korroosion tarkka suunta riippuu tietyn elektrolyytin galvaanisesta sarjasta. Useimmissa happopinnoituskylvyissä vähemmän jalometalli (anodi) on se, joka menettää materiaalia. Merkkimerkit on kuvattu alla.
TunnustaminenBimetallinen korroosiolämmittimen tukikannatin PTFEEpäonnistuminen
PTFE-lämmitinasennuksien kenttätarkastukseen tulee sisältyä tukikannattimen ja sen kiinnityskohtien tarkka tarkastelu. Aktiivisen galvaanisen hyökkäyksen tärkeimmät indikaattorit ovat:
Voimakasta ruostetta tai punertavan{0}}ruskeaa tahraakeskittynyt liitokseen, erityisesti pultin päiden, muttereiden tai kannakkeen laipan ja säiliön seinämän välisen rajapinnan ympärille.
Koloa tai paikallista materiaalihäviötäitse kannattimeen tai säiliön asennuspinnalle. Kuopat näkyvät usein rengaskuvioina suoraan pultin aluslevyn alle tai pultin reiän ympärille.
hilseilemistä tai hilseilyämetallipinnasta lähellä kosketusaluetta. Vaikeissa tapauksissa kannakkeen paksuus pienenee näkyvästi tai pultin reikä venyy.
Valkoisia tai vihertäviä korroosiotuotteita(esim. ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa kannakkeissa kloridipitoisissa happokylvyissä), mikä osoittaa aktiivista rakokorroosiota pultin kannan alla.
Pultti itsessään on usein galvaanisen virran polku. Jos pultti on valmistettu eri metallista kuin sekä kannake että säiliö, se voi nopeuttaa vaurioita.
Välittömät korjaustoimenpiteet: Sähköpiirin katkeaminen
Nopein lääke olemassa olevaan bimetallikorroosioon on eristää sähköisesti erilaiset metallit. Tämä saavutetaan sähköä johtamattomilla muoviosilla, jotka estävät metallin välisen suoran kosketuksen.
Muoviset litteät aluslevyt ja olkalevyt
Litteät aluslevytPTFE:stä, PVDF:stä tai polypropeenista valmistetut materiaalit asetetaan pultin kannan ja kannattimen väliin sekä mutterin ja säiliön pinnan väliin. Tämä katkaisee johtavan polun kiinnittimen läpi.
Olkalevyt(kutsutaan myös eristysholkeiksi) työnnetään kannattimen pultin reikään. Olkapää reunustaa reiän sisäpuolta, estäen pultin akselia koskettamasta kiinnikkeen metallia. Olkalevyn laippa erottaa pultin pään kannattimen pinnasta.
Täydellinen eristyssarja sisältää tyypillisesti:
PTFE (tai PVDF) olkalevy pultinreikään.
Kaksi PTFE-tasaaluslevyä – yksi pultin kannan alla, toinen mutterin alla.
Vaihtoehtoisesti muovi- tai kumitiiviste kannatinlaipan ja säiliön liitäntäpintojen väliin.
Oikein asennettuna kannattimen ja säiliön välillä ei ole metalli-metallikontaktia eikä pultin ja kannattimen välillä. Sähköpiiri on rikki, eikä galvaaninen virta voi kulkea.
Miksi PTFE:tä suositellaan aluslevyille?
PTFE-aluslevyt ovat ihanteellisia, koska ne kestävät myös kylvyn aggressiivista kemiaa. Toisin kuin nailon tai yleinen muovi, PTFE ei turpoa, pehmene tai hajoa kuumissa hapoissa, emäksissä tai pinnoitusliuoksissa. Se pysyy mitoiltaan vakaana ja säilyttää sähköisen eristyksen vuosien ajan. PTFE:llä on myös erinomaiset tarttumattomat ominaisuudet, mikä estää korroosiotuotteita siltamasta eristysrakoa.
Pysyvä ratkaisu: Kiinnitysmateriaalin sovittaminen säiliöön
Uusissa asennuksissa tai toistuvasti viallisen kannakkeen jälkiasennuksessa pysyvä ratkaisu on vaihtaa kannakkeen materiaali vastaamaan säiliön materiaalia. Silloin galvaanista potentiaalia ei ole, koska identtisillä metalleilla ei ole käyttöjännitettä.
Jos säiliö on 316L ruostumatonta terästä→ Määritä kiinnike, joka on valmistettu myös 316L ruostumattomasta teräksestä. Laippapintojen väliin sijoitettavaa eristävää tiivistettä (esim. EPDM- tai PTFE-levyä) suositellaan edelleen estämään identtisten metallipintojen väliin jääneen seisovan elektrolyytin aiheuttama rakokorroosio.
Jos säiliö on polypropeenia tai PVDF-muovia→ Samasta muovimateriaalista (PP tai PVDF) valmistettu kiinnike eliminoi sekä galvaanisen että kemiallisen yhteensopivuuden. Joskus käytetään muovisia kiinnikkeitä, joiden sisällä on metallivahvike, mutta kostuneen ulkopinnan on oltava samaa muovia kuin säiliö.
Jos säiliö on kumilla vuorattu hiiliteräs→ Kiinnikkeen tulee olla myös hiiliterästä, jossa on sama kumipinnoite. Vaihtoehtoisesti täysin muovinen kiinnike estää metallin altistumisen.
Kiinnikkeen materiaalin sovittaminen säiliön materiaaliin varmistaa, että vaikka sähköinen eristys epäonnistuisi, galvaanista korroosiota ei tapahdu, koska kahdella metallilla on sama korroosiopotentiaali.
Pultilla on myös väliä
Myös kannattimen kiinnittämiseen käytettyjen pulttien, muttereiden ja aluslevyjen on oltava yhteensopivia. Jopa eristäviä aluslevyjä käytettäessä itse kiinnikkeen tulee olla materiaalia, joka on joko identtistä kannakkeen kanssa tai kemiallisesti inerttiä kylvyn alla. Yleisiä valintoja ovat:
PTFE-pinnoitetut ruostumattomasta teräksestä valmistetut pultit– Pinnoite antaa sekä eristyksen että kemikaalinkestävyyden.
PVDF- tai nylonpultit– Täysin ei-metallinen, mutta vääntömomenttirajoja on noudatettava (muovipultteja ei voi kiristää yhtä paljon kuin metallisia).
Hastelloy tai titaanipultit– Kun niitä käytetään yhteensopivien metallikiinnikkeiden kanssa, nämä jalometalliseokset kestävät korroosiota, mutta ne on eristettävä erilaisista metalleista.
Tarkastus- ja ennaltaehkäisyaikataulu
Yksinkertainen ennaltaehkäisevä huoltoaikataulu voi havaita bimetallikorroosion ennen kuin se johtaa kiinnikkeen rikkoutumiseen:
Kuukausittainen visuaalinen tarkastus– Etsi ruostetahroja, kuoppia tai valkoisia saostumia kannattimen kiinnityspulttien ympäriltä.
Neljännesvuosittainen vääntömomentin tarkistus– Löystyneet pultit voivat viitata siihen, että korroosio on vähentänyt kannakkeen tai säiliön materiaalin paksuutta. Älä kiristä liikaa; tarkista vain löysyys.
Vuosittainen purkaminen– Irrota kannatin, tarkasta pultinreiät ja liitäntäpinnat. Vaihda kaikki syöpyneet laitteet. Asenna takaisin uusilla PTFE-eristyslevyillä, jos alkuperäisissä on kulumista.
Jos jossakin kannattimen tai säiliön pultin reiässä on merkittävää venymää tai kuoppaa, kyseinen osa on vaihdettava välittömästi.
Johtopäätös: Eristäminen on parannuskeino sähkökemialliseen sairauteen
Lämmittimen kannattimien bimetallikorroosion estäminen on yksinkertaista eri metallien välisen sähköyhteyden katkaisemista. PTFE-levylevyjen ja olkalevyjen sarja maksaa vähän, mutta säästää laitteistoa ja estää vaarallisen säiliön onnettomuuden. Pysyvänä ratkaisuna kannatinmateriaalin sovittaminen säiliön materiaaliin poistaa käyttövoiman kokonaan. Korroosio on sähkökemiallinen sairaus, ja eristäminen on parannuskeino. Kun PTFE-lämmittimen vaippa kestää kylvyn täydellisesti, ei ole mitään tekosyytä antaa halvan teräskannattimen pettää galvaanisen hyökkäyksen takia. Määritä ja huolla koko mekaaninen kokoonpano yhtä huolellisesti kuin itse lämmitin.
