Lỗi ăn mòn điện xảy ra khi các ống gia nhiệt bằng titan được kết nối điện với các kim loại khác nhau như thép cacbon, đồng và thép không gỉ thông thường trong điều kiện-có chứa chất điện phân hoặc ẩm ướt. Do sự khác biệt về điện thế điện cực, pin sơ cấp được hình thành. Titan đóng vai trò là cực âm và được bảo vệ, trong khi kim loại kém hơn được kết nối sẽ hòa tan nhanh chóng. Trong những trường hợp nghiêm trọng, vị trí tiếp xúc bị rỗ nghiêm trọng và tổn thất vật liệu, đồng thời các sản phẩm ăn mòn rơi xuống sẽ đọng lại trên bề mặt titan, gây ra hiện tượng ăn mòn kẽ hở và thủng cục bộ của ống titan. Lỗi này chủ yếu xuất hiện ở các mối nối đường ống-vật liệu hỗn hợp, các khung đỡ dùng chung và các bộ phận nối đất, thuộc về ăn mòn khớp nối điện hóa do ghép nối kim loại không khớp.
1. Cơ chế khởi đầu ăn mòn điện
Titan có màng thụ động cực kỳ ổn định và thế điện cực cao hơn nhiều so với thép cacbon, hợp kim sắt và đồng. Khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc trực tiếp với kim loại và được bao bọc bởi nước ngưng tụ, xử lý chất lỏng rò rỉ hoặc không khí ẩm có chứa ion clorua, một tế bào điện khép kín sẽ xuất hiện một cách tự nhiên. Kim loại có điện thế thấp hơn đóng vai trò là cực dương và trải qua quá trình hòa tan oxy hóa liên tục để giải phóng các electron chạy đến bề mặt cực âm titan để tham gia phản ứng khử. Bản thân titan sẽ không bị tiêu hao trong giai đoạn đầu, nhưng một lượng lớn sản phẩm ăn mòn cực dương tích tụ ở khe hở khớp, chặn chất lỏng và tạo thành một môi trường vi mô bị tắc. Màng thụ động trên bề mặt titan bị hư hỏng một phần và sự ăn mòn kẽ hở hoặc ăn mòn rỗ dần dần hình thành trên nền titan. Không giống như ăn mòn đồng đều trong khí quyển, hư hỏng này phụ thuộc hoàn toàn vào sự tiếp xúc dẫn điện giữa hai kim loại và môi trường điện phân.
2. Vị trí điển hình dễ bị ăn mòn điện
Mối nối mặt bích nơi ống titan được nối trực tiếp với các đoạn ống bằng thép carbon hoặc đồng;
Kẹp và giá đỡ ống thép thông thường được cố định chặt vào thành ngoài của ống gia nhiệt titan;
Dây nối đất hỗn hợp và đai chống sét được hàn hoặc bắt vít vào thiết bị titan;
Ốc vít làm bằng vật liệu sắt-dùng để lắp ráp các phụ kiện đường ống titan;
Các khu vực chồng chéo nơi các đường ống titan được gắn vào các đường ống xử lý kim loại khác.
3. Các yếu tố gây ra cốt lõi làm tăng tốc thiệt hại do ăn mòn
Tiếp xúc cứng trực tiếp giữa titan và các kim loại khác nhau mà không có biện pháp cách ly cách điện;
Nước ngưng tụ, nước mưa và môi trường rò rỉ tạo thành lớp dẫn điện liên tục tại các khe hở tiếp xúc;
Các ion clorua trong môi trường phá hủy màng thụ động cục bộ của titan và gây ra sự ăn mòn thứ cấp;
Tỷ lệ diện tích tiếp xúc quá mức giữa cực âm titan và cực dương kim loại khác nhau, đẩy nhanh tốc độ hòa tan cực dương;
Bố cục ngoài trời dài hạn-ngoài trời{1}}không có lớp phủ chống-rỉ sét và lớp bảo vệ cách ly cho các bộ phận kết nối.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Thêm miếng đệm cách điện và lớp cách ly ống bọc giữa các ống titan và các cấu trúc kim loại khác nhau
Cắt đứt đường dẫn điện của tế bào điện một cách cơ bản.
② Áp dụng các ốc vít, giá đỡ và phụ kiện kết nối bằng titan hoặc hợp kim titan một cách thống nhất
Thống nhất tiềm lực vật chất để triệt tiêu tiềm năng động lực chênh lệch.
③ Phủ lớp phủ chống ăn mòn và keo dán chống thấm lên tất cả các bề mặt mối nối tiếp xúc
Ngăn chặn chất điện phân xâm nhập vào các khoảng trống để tạo thành môi trường dẫn điện.
④ Tối ưu hóa bố cục đường ống để tránh chồng trực tiếp và ràng buộc với các đường ống kim loại khác
Đặt các tuyến lắp đặt và cố định độc lập cho đường ống dẫn nhiệt bằng titan.
⑤ Thường xuyên kiểm tra các vị trí buộc chặt để loại bỏ cặn ăn mòn tích tụ
Loại bỏ các khoảng trống bị tắc gây ra sự ăn mòn kẽ hở thứ cấp.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ cài đặt và bảo vệ | Nguy cơ ăn mòn điện | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Tiếp xúc trực tiếp với kim loại + không cách nhiệt + tiếp xúc với môi trường ẩm ướt | Xói mòn kim loại cực dương nhanh chóng, sau đó là ăn mòn khe hở titan trong vòng vài tháng | Dừng hoạt động và bổ sung ngay các bộ phận cách ly cách điện |
| Cách ly cách nhiệt giữa các kim loại khác nhau + ốc vít titan phù hợp + bịt kín bề mặt | Ngăn chặn hiệu quả sự hình thành tế bào điện và ăn mòn khớp nối | Thông số kỹ thuật xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống đường ống bằng vật liệu hỗn hợp titan |
| Hệ thống hỗ trợ titan hoàn toàn độc lập + lớp bọc chống ăn mòn-tích hợp + kiểm tra định kỳ | Ăn mòn điện hóa cực thấp nguy hiểm tiềm ẩn | Sơ đồ ưu tiên cho điều kiện làm việc trong môi trường ăn mòn của nhà máy hóa chất và ven biển |
Phần kết luận
Lỗi ăn mòn điện của ống gia nhiệt titan bắt nguồn từ sự khác biệt tiềm năng giữa các kim loại được ghép khác nhau và môi trường điện phân, tạo thành pin chính dẫn đến sự hòa tan ưu tiên của các vật liệu có tiềm năng-thấp và sau đó là ăn mòn khe hở trên titan. Các biện pháp phòng ngừa cốt lõi bao gồm đứt dây dẫn điện thông qua cách ly cách điện, thống nhất các loại vật liệu phụ phù hợp, bịt kín các khoảng trống để tránh thấm chất điện phân và tiêu chuẩn hóa chế độ lắp đặt đường ống. Kiểm soát toàn bộ-quy trình ghép nối thiết kế, lắp đặt tại chỗ{4}}và bảo trì tuần tra hàng ngày có thể tránh hư hỏng đường ống và tai nạn rò rỉ trung bình do ăn mòn khớp nối điện của ống gia nhiệt titan.
