Lỗi ăn mòn điện hóa đề cập đến việc ống titan được kết nối điện với các kim loại khác nhau như thép cacbon, nhôm, đồng và các bộ phận mạ kẽm trong chất điện phân{0}}có chứa môi trường ăn mòn. Pin sơ cấp được hình thành do sự chênh lệch điện thế. Trong hầu hết các điều kiện làm việc, titan tạo thành màng thụ động ổn định với điện thế tương đối dương và đóng vai trò là cực âm cần được bảo vệ. Sau khi màng oxit titan bị hỏng và ma trận trần lộ ra, titan sẽ biến thành cực dương và trải qua quá trình hòa tan nhanh chóng, dẫn đến hiện tượng mỏng cục bộ nhanh chóng và-rò rỉ xuyên qua thành ống. Lỗi này thường xảy ra ở các mối nối nơi đường ống titan được khớp với vật liệu hỗ trợ, ốc vít và phụ kiện dụng cụ không nhất quán.
1. Cơ chế hình thành tế bào khác biệt và cơ chế hòa tan cực dương
Titan có thế điện cực cao hơn nhiều so với thép cacbon, kẽm và nhôm thông thường. Khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc dẫn điện trực tiếp và được ngâm trong chất lỏng dẫn điện hoặc chất ngưng tụ ẩm, mạch ăn mòn điện sẽ tự động được tạo ra. Khi lớp thụ động bề mặt titan vẫn còn nguyên, kim loại khác biệt khác sẽ đóng vai trò là cực dương và sẽ bị ăn mòn nhiều hơn. Nếu vết trầy xước, quá trình oxy hóa khi hàn hoặc hư hỏng cơ học phá hủy màng bảo vệ TiO₂, ma trận titan tiếp xúc có điện thế cục bộ thấp hơn và trở thành vùng cực dương. Vùng cực dương nhỏ có mật độ dòng ăn mòn lớn, dẫn đến mất kim loại nhanh hơn nhiều so với ăn mòn đồng đều thông thường. Không giống như ăn mòn kẽ hở chỉ giới hạn ở không gian kín hẹp, hư hỏng này hoàn toàn là do điện thế vật liệu không phù hợp và tiếp xúc dẫn điện.
2. Các vị trí điển hình dễ bị hư hại do ăn mòn điện
Khu vực tiếp xúc giữa đường ống titan và giá đỡ bằng thép carbon, kẹp ống và khung cố định nhúng;
Kết nối ren sử dụng bu lông và đai ốc bằng thép cacbon mạ kẽm để gắn chặt mặt bích titan;
Các mối nối hàn hoặc kẹp giữa các ống chính bằng titan và các nhánh của dụng cụ bằng đồng/đồng thau;
Sử dụng hỗn hợp các miếng đệm vết thương bằng kim loại khác nhau và vòng đệm bịt kín trên các bề mặt tiếp xúc với mặt bích;
Các đường ống titan được chôn dưới lòng đất kết nối với các mạng lưới ống kim loại khác bằng đất làm chất điện phân.
3. Các yếu tố gây ra lõi làm tăng tốc độ hư hỏng do ăn mòn
Không có miếng đệm hoặc ống bọc cách điện giữa các kim loại khác nhau, dẫn đến dẫn điện trực tiếp;
Độ ẩm xung quanh, quá trình ngưng tụ và môi trường rò rỉ tạo thành môi trường dẫn điện liên tục;
Diện tích tiếp xúc của kim loại cực dương nhỏ hơn nhiều so với diện tích cực âm, tốc độ ăn mòn khuếch đại đáng kể;
Lớp phủ chống ăn mòn-bên ngoài trên đường ống bong ra một phần, khiến kim loại tiếp xúc với chất điện phân và khớp nối lưỡng kim;
Các đoạn đường ống chôn không có cực dương hy sinh hoặc cấu hình bảo vệ catốt dòng điện cưỡng bức.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Đặt các miếng đệm và ống lót cách điện không dẫn điện ở tất cả các bề mặt tiếp xúc kim loại khác nhau
Về cơ bản phá vỡ vòng dẫn điện của tế bào điện.
② Thống nhất vật liệu của ốc vít, giá đỡ và phụ kiện đường ống để phù hợp với vật liệu titan cơ bản
Loại bỏ các nguồn khác biệt tiềm ẩn do sự không nhất quán về vật liệu từ khâu thiết kế.
③ Áp dụng biện pháp xử lý bịt kín và lớp phủ chống ăn mòn-bên ngoài hoàn chỉnh cho các bộ phận được ghép nối lộ ra ngoài
Cô lập sự thẩm thấu của chất điện phân và ngăn ngừa sự hình thành các điều kiện phản ứng điện hóa.
④ Lắp đặt các khối anode hy sinh có thể thay thế được tại các điểm kết nối lưỡng kim quan trọng
Chuyển mức tiêu hao ăn mòn sang các bộ phận hy sinh thay vì thân ống titan.
⑤ Kiểm tra định kỳ các hư hỏng cách điện và các vị trí bong tróc lớp phủ tại các điểm tiếp xúc hỗ trợ
Sửa chữa các lớp bảo vệ để tránh rủi ro ăn mòn khớp nối đột ngột.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ lắp ráp và bảo vệ | Nguy cơ ăn mòn điện | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Tiếp xúc lưỡng kim trực tiếp + không cách nhiệt + lớp chống ăn mòn bên ngoài bị hư hỏng | Rò rỉ thủng nhanh cục bộ xuất hiện trong-hoạt động ngắn hạn | Thêm cấu trúc cách ly cách nhiệt và sửa chữa lớp phủ chống ăn mòn-tường bên ngoài bị hư hỏng |
| Kết hợp vật liệu đồng nhất + tách cách nhiệt hoàn toàn + lớp phủ kín nguyên vẹn | Cắt đứt vòng lặp pin sơ cấp một cách hiệu quả và ngăn chặn sự ăn mòn cục bộ tăng tốc | Thông số kỹ thuật lắp đặt tiêu chuẩn dành cho đường ống sưởi ấm bằng titan có cụm nhiều{0}thành phần |
| Bảo vệ cực dương hy sinh phân tán + phát hiện điện trở cách điện thường xuyên + bảo trì định kỳ lớp phủ | Nguy cơ tiềm ẩn cực kỳ thấp về rò rỉ mỏng nhanh chóng do khớp nối chênh lệch tiềm năng | Sơ đồ ưu tiên dành cho đường ống titan chôn dưới đất và mạng lưới đường ống sưởi ấm chống ăn mòn được lắp ráp- chuyên sâu |
Phần kết luận
Sự ăn mòn điện của ống gia nhiệt bằng titan bắt nguồn từ sự chênh lệch điện thế giữa các kim loại được ghép khác nhau cộng với môi trường điện phân, tạo thành tế bào điện và gây ra-sự hòa tan anốt tốc độ cao và sự xâm nhập vào đường ống. Các biện pháp ngăn ngừa cốt lõi bao gồm cách ly các kim loại khác nhau bằng các bộ phận cách điện, tiêu chuẩn hóa việc lựa chọn vật liệu phụ kiện hỗ trợ, tăng cường khả năng bịt kín tường bên ngoài và-bảo vệ chống ăn mòn, định cấu hình bảo vệ cực dương hy sinh và tiến hành kiểm tra lớp bảo vệ thường xuyên. Kiểm soát toàn bộ-quy trình khép kín-của việc mua sắm vật liệu phụ kiện,-cấu trúc cách ly lắp đặt tại chỗ và bảo trì chống-ăn mòn hàng ngày có thể loại bỏ sự cố rò rỉ không mong muốn và ngừng sản xuất do ăn mòn điện lưỡng kim của đường ống gia nhiệt bằng titan.
