Lỗi thủng do ăn mòn điện hóa xảy ra khi ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 được kết nối điện với các thành phần kim loại khác nhau trong khi ngâm trong môi trường điện phân dẫn điện. Hai kim loại có thế điện cực khác nhau tạo thành một tế bào điện vĩ mô một cách tự nhiên. Kim loại có điện thế thấp hơn đóng vai trò là cực dương và trải qua quá trình hòa tan nhanh chóng và mỏng đi, trong khi thép không gỉ có thể bị ăn mòn hoặc hoạt động như cực âm để chịu thiệt hại do quá trình tiến hóa hydro. Sự mỏng dần của thành cục bộ cuối cùng phát triển thành các lỗ xuyên thấu và rò rỉ trung bình. Lỗi này thường xảy ra ở các mối nối ren, các vị trí nối ống và những nơi thép không gỉ tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận bằng thép cacbon, đồng và nhôm.
1. Cơ chế phát triển ăn mòn và tạo tế bào điện
Các vật liệu kim loại khác nhau có khả năng ăn mòn tự nhiên riêng biệt trong môi trường ăn mòn nước. Khi thép không gỉ được liên kết chặt chẽ với thép cacbon hoặc các kim loại cơ bản khác và tồn tại màng chất lỏng dẫn điện liên tục trên bề mặt tiếp xúc, một mạch ăn mòn điện kín được hình thành. Kim loại cực dương mất electron và hòa tan nhanh chóng, và bề mặt cực âm làm tăng tốc độ phản ứng khử của các ion oxy hoặc hydro. Nếu thép không gỉ 316 trở thành cực dương trong điều kiện kết hợp điện thế, màng thụ động của nó liên tục bị bong ra và các hố ăn mòn cục bộ sẽ mở rộng vào trong. Ngay cả khi thép không gỉ đóng vai trò là cực âm,-sự kết tủa hydro lâu dài sẽ gây ra hiện tượng hydro giòn và phồng rộp bề mặt. Không giống như sự ăn mòn đồng đều do xói mòn môi trường trực tiếp, thiệt hại này được gây ra bởi sự khác biệt tiềm năng giữa các kim loại không đồng nhất chứ không phải là sự hòa tan hóa học của một vật liệu.
2. Vị trí điển hình dễ bị ăn mòn điện
Các mối nối nơi ống thép không gỉ được bắt vít hoặc hàn trực tiếp vào các giá đỡ bằng thép cacbon và đầu phun của thiết bị;
Các phần ren được lắp ráp bằng các bộ chuyển đổi ống bằng đồng thau, đồng hoặc sắt mạ kẽm;
Kẹp làm bằng thép cacbon thông thường được liên kết trực tiếp và cố định trên thành ngoài của đường ống thép không gỉ;
Mối hàn kim loại hỗn hợp không có kim loại phụ chuyển tiếp giữa các vật liệu khác nhau;
Đáy ống tiếp xúc với giá đỡ bằng thép cacbon với nước ngưng tụ tạo thành cầu điện phân.
3. Các yếu tố cảm ứng cốt lõi tăng tốc thiệt hại điện
Sắp xếp ngẫu nhiên các kim loại khác nhau mà không đánh giá sự khác biệt tiềm năng trong thiết kế đường ống;
Không có miếng đệm và ống lót cách ly cách điện nào được thêm vào giữa các bề mặt tiếp xúc kim loại không đồng nhất;
Sương, nước mưa và quá trình rò rỉ tạo thành các kênh điện phân liên tục để dẫn dòng điện;
Thiệt hại cục bộ đối với màng thụ động bằng thép không gỉ làm giảm thế điện cực của nó và dễ dàng biến nó thành cực dương;
Tỷ lệ diện tích tiếp xúc lớn giữa kim loại cực âm và cực dương làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn của phần cực dương.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Thống nhất đường ống và vật liệu phụ kiện để ưu tiên sử dụng thép không gỉ 316 đồng nhất
Loại bỏ nguồn chênh lệch tiềm năng từ giai đoạn thiết kế.
② Thêm các miếng đệm cách điện không-dẫn điện và dải phân cách ống bọc giữa các bề mặt tiếp xúc kim loại khác nhau
Cắt đứt vòng dẫn điện của tế bào điện về cơ bản.
③ Thay thế các kẹp và giá đỡ ống bằng thép carbon bằng ốc vít cách điện bằng thép không gỉ hoặc được phủ lớp cách nhiệt
Tránh tiếp xúc trực tiếp với kim loại và cầu nối điện phân.
④ Sửa chữa màng thụ động bị trầy xước và hư hỏng trên bề mặt ống thông qua xử lý thụ động tổng thể
Ổn định thế điện cực của thép không gỉ để ngăn chặn sự đảo cực.
⑤ Bố trí hệ thống thoát nước cho các giá đỡ đường ống để loại bỏ chất lỏng điện phân ngưng tụ tích tụ
Phá vỡ điều kiện trung bình cần thiết cho sự ăn mòn điện.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ cách ly và kết hợp vật liệu | Nguy cơ ăn mòn điện | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Tiếp xúc trực tiếp với kim loại không đồng nhất + không cách ly cách điện + dễ tích tụ chất lỏng | Rò rỉ thủng kim loại cực dương nhanh trong thời gian phục vụ ngắn | Tháo rời các phụ kiện kim loại hỗn hợp và lắp đặt các bộ phận cách điện |
| Bố trí vật liệu đồng nhất + cách ly cách điện giao diện + thiết kế thoát nước hỗ trợ | Ngăn chặn hiệu quả sự hình thành tế bào điện và sự mở rộng ăn mòn | Đặc điểm kỹ thuật phù hợp vật liệu tiêu chuẩn cho hệ thống đường ống sưởi ấm bằng thép không gỉ |
| Đánh giá trước-mô phỏng tiềm năng + bảo vệ cách điện hoàn toàn + kiểm tra tiềm năng định kỳ | Nguy hiểm tiềm ẩn thủng điện cực thấp | Sơ đồ ưu tiên dành cho đường ống thiết bị gia nhiệt quy trình được lắp ráp nhiều thành phần |
Phần kết luận
Sự cố ăn mòn điện của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 bắt nguồn từ sự khác biệt tiềm năng giữa các kim loại ghép khác nhau và chất điện phân dẫn điện tạo thành pin sơ cấp ăn mòn, dẫn đến sự hòa tan kim loại anode tăng tốc và hư hỏng xuyên thấu. Các chiến lược kiểm soát cốt lõi bao gồm thiết kế đồng nhất vật liệu, cách nhiệt vật lý giữa các kim loại khác nhau, loại bỏ môi trường tích tụ chất điện phân và duy trì tính toàn vẹn của lớp thụ động bằng thép không gỉ. Quản lý-toàn bộ quy trình lựa chọn vật liệu, lắp ráp thành phần và tối ưu hóa-bố trí tại chỗ có thể ngăn chặn hiệu quả rò rỉ đường ống và tai nạn tắt thiết bị do ăn mòn cặp điện cực của ống sưởi.
