Хімічний завод витягнув занурювальний нагрівач PTFE з резервуара для травлення сірчаною кислотою після чотирнадцяти місяців експлуатації. Поверхня оболонки, звернена до процесу, була в хорошому стані. Область позаду монтажних кронштейнів-у місцях контакту кронштейнів з обігрівачем-виявила темні плями та ямки. Метал під ПТФЕ піддався корозії, і в двох місцях корозія проникла досить глибоко, щоб утворити витік.
Щілинна корозія виникає у вузьких зазорах між монтажними кронштейнами та поверхнею нагрівача. Зазор занадто малий для циркуляції рідини, але достатньо великий для входу технологічної рідини. Рідина в щілині застоюється, а хімічний склад у щілині змінюється таким чином, що прискорює корозію.
Чому за монтажними кронштейнами утворюються щілини
Кронштейни кріпляться до обігрівача зварюванням, болтами або затискачами. Кожен спосіб кріплення створює щілину між кронштейном і поверхнею нагрівача. Ширина щілини може становити лише кілька тисячних дюйма, але вона достатньо велика, щоб рідина могла проникнути через капілярну дію.
Щілина захищена від об’ємного потоку. Рідина всередині не може циркулювати. Кисень та інші розчинені речовини споживаються в результаті корозійних реакцій, але не можуть бути відновлені. Змінюється хімічний склад щілинної рідини.
| Спосіб кріплення | Ширина щілини | Обмін рідини | Ризик корозії | Найкраща практика |
|---|---|---|---|---|
| Приварений кронштейн | 0–0,05 мм | жодного | Високий рівень дефектів зварювання | Зварювання з повним проплавленням |
| Болтовий кронштейн | 0,05–0,2 мм | Дуже низький | Дуже високий | Ущільнити прокладкою |
| Затиснутий кронштейн | 0,1–0,5 мм | Низький | Високий | Використовуйте тверду прокладку з PTFE |
| Щільний кронштейн | 0,5–1,0 мм | Помірний | Помірний | Промити водою |
Методи кріплення кронштейнів і ризик їх щілинної корозії
Хімія щілинної корозії
У щілині кисень, розчинений у рідині, споживається початковою реакцією корозії. Кисень не може бути поповнений, оскільки щілина захищена від масового потоку. Концентрація кисню всередині щілини падає, тоді як концентрація зовні залишається високою. Різниця створює камеру концентрації кисню.
Метал всередині щілини стає анодним-і піддається корозії. Метал за межами щілини стає катодним-він захищений. Швидкість корозії всередині щілини прискорюється.
Іони металу, що утворюються в результаті реакції корозії, притягують іони хлориду з маси рідини. Концентрація хлориду всередині щілини зростає, іноді досягаючи в декілька разів основної концентрації. Висока концентрація хлориду ще більше прискорює корозію.
Рівень pH всередині щілини падає, коли іони металу гідролізуються. Кисле середовище ще більше прискорює корозію. У результаті утворюється швидко поглиблювана яма, яка може проникнути в оболонку нагрівача.
Чому обігрівачі з PTFE- покриттям все ще вразливі
Покриття PTFE на нагрівачі призначене для захисту основного металу від технологічної рідини. Але покриття не заходить в щілину між кронштейном і нагрівачем. Якщо покриття пошкоджено під час встановлення кронштейна або якщо щілина не повністю закрита, технологічна рідина може контактувати з голим металом.
Навіть якщо покриття не пошкоджене, між покриттям і кронштейном може утворитися щілина. Покриття може бути трохи проникним, і рідина, яка проникає в покриття, створює щілину між покриттям і металом.
Запобігання щілинній корозії
Найефективнішою профілактикою є усунення щілини. Кронштейн, приварений до обігрівача з повним-зварюванням, не має щілин. Зварний шов герметизує стик і запобігає проникненню рідини.
Якщо зварювання неможливе, щілину можна заповнити прокладкою або герметиком. Прокладка з ПТФЕ або фторполімерний герметик запобігає потраплянню рідини в зазор між кронштейном і нагрівачем.
Міцна прокладка з PTFE між кронштейном і нагрівачем повністю усуває щілину. Прокладка стискається і заповнює щілину, а PTFE є хімічно інертним.
| Захід профілактики | Вплив на щілинну корозію | Реалізація | Вартість |
|---|---|---|---|
| Повне{0}}зварювання | Усуває щілини | Виготовлення | Помірний |
| PTFE прокладка | Ущільнювачі щілинні | Збірка | Низький |
| Фторполімерний герметик | Ущільнювачі щілинні | Збірка | Низький |
| Тверда накладка з PTFE | Усуває щілини | Конструкція кронштейна | Помірний |
Заходи профілактики щілинної корозії за монтажними кронштейнами
Коли щілинна корозія вказує на проблему конструкції
Нагрівач, який розвиває щілинну корозію, незважаючи на належну конструкцію кронштейна, свідчить про те, що покриття або матеріал кронштейна не підходить для застосування. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE із звареними кронштейнами, прокладками з PTFE або твердими прокладками з PTFE усуває першопричину щілинної корозії. Процес специфікації вимагає хімічного складу ванни, робочої температури, конструкції кронштейна та необхідної потужності. Для об’єктів із агресивною хімією цей-спеціальний підхід зменшує щілинну корозію та подовжує термін служби нагрівача.
