産業用加熱システムの設置では、通常、316 ステンレス鋼の加熱チューブは、炭素鋼、アルミニウム合金、通常の亜鉛メッキ鋼のサポートなどのさまざまな金属ブラケットによって固定されます。電極電位の異なる 2 種類の異種金属が導電性腐食性媒体に浸漬されたり、塩分を含んだ湿った空気にさらされたりすると、ガルバニック腐食が発生する可能性が高くなります。-ステンレス鋼は比較的高い電極電位を持ち、ガルバニ電池の陰極として機能しますが、炭素鋼やその他の通常の構造用金属は陽極として機能し、急速に腐食します。初期段階では加熱管自体が直接消耗することはありませんが、ブラケットの急速な腐食破壊により、固定の緩み、管の振動、シールのずれ、加熱管接続部の二次隙間腐食が発生します。ひどい場合には、陽極の腐食によって生成された錆イオンがステンレス鋼の表面に付着し、不動態皮膜を損傷し、最終的には加熱管の局所的な孔食漏れを引き起こします。したがって、設置中の異種金属接触によって引き起こされる電気腐食のリスクを排除するには、対象を絞った絶縁および整合対策を講じる必要があります。
ガルバニック腐食の本質は、異種金属間の電位差と、連続的な導電性電解質経路の存在にあります。 2 つの材料間の電極電位ギャップが大きいほど、アノード金属の腐食が速くなります。炭素鋼ブラケットが 316 ステンレス鋼加熱管と直接接触すると、湿った産業廃水、塩霧、凝縮水によって 2 つの金属を接続する電解質層が形成されます。アノードブラケットは継続的に電気化学的溶解を受け、大量の錆の沈殿物が生成されます。これらの錆の堆積物は加熱管の接触位置を覆い、酸素欠乏閉塞環境を作り出します。これにより、クロムに富んだ不動態皮膜の自己修復バランスが崩れ、徐々に局所的な腐食ピットが発生します。{6}{6}さらに、機器の動作中の振動により異種金属間の摩擦が発生し、チューブ表面の不動態皮膜に傷がつき、電解腐食の開始がさらに促進されます。
この研究では、異種金属のガルバニック腐食を防ぐための 3 つの効果的な技術戦略、つまり電気的絶縁、材料の電位整合、表面の防食コーティング保護をまとめています。-最も信頼性が高く広く使用されている方法は、物理的な電気的絶縁です。 PTFE、高性能セラミック、変性絶縁ゴムなどの高温耐性の非導電性ガスケット-、-が加熱管と金属ブラケットの間に配置され、ガルバニ電池の電子伝達経路を完全に遮断します。絶縁ガスケットは、金属との直接接触を避けるだけでなく、機械的振動摩擦を緩衝し、不動態皮膜の傷による損傷を防ぎます。絶縁材料が局所的な金属露出ギャップを生じさせずにすべての接触領域を完全に覆うようにする必要があります。
2 番目の最適化スキームは、316 ステンレス鋼と同様の電極電位を持つブラケット材料を選択することです。炭素鋼ブラケットを 304 または 316 ステンレス鋼サポートに置き換えると、接触材料間の電位差が最小限に抑えられ、電気腐食の推進力が根本的に抑制されます。この方法は、高い安全性要件が求められる、高腐食、長期連続運転シナリオに適しています。-初期調達コストはある程度増加しますが、ブラケットの頻繁な交換や加熱チューブへの二次的な腐食損傷が回避され、加熱システムの全寿命運用とメンテナンスのコストが大幅に削減されます。-
3 番目の補助措置は、異種金属コンポーネントの全体的なコーティング保護です。炭素鋼ブラケットは溶融亜鉛メッキとフッ素トップコート シーリングで処理され、金属マトリックスを腐食性電解液から隔離するための緻密な不活性保護層を形成します。その間、加熱管の接触領域に高温防食コーティングを局所的にスプレーすることができます。--両方の接触面が絶縁コーティングで覆われると、ガルバニ電池の導電ループが形成されなくなり、ガルバニ腐食が効果的に抑制されます。ただし、コーティングの保護には厳密な施工管理が必要です。コーティングに傷がついたり部分的に剥がれたりすると、代わりに局所的な加速アノード腐食が発生します。
フィールドコントラストテストでは、断熱絶縁設備を採用した加熱管は、高塩化物廃水作業場で24か月連続運転した後も電気腐食やブラケットの緩み故障がないことが示されています。-対照的に、炭素鋼ブラケットで直接固定された加熱管は、5 か月以内に明らかな接触錆の堆積と接合部の隙間腐食が発生します。結論として、物理的絶縁は、異種金属の電気腐食を防ぐ最も経済的で信頼性の高い方法です。適切なブラケット材質の選択と表面コーティング保護を組み合わせることで、潜在的な電気腐食のリスクを徹底的に排除し、316 ステンレス鋼加熱管の設置構造を安定させ、二次的な腐食損傷を回避し、産業用防食加熱装置の長期にわたる安全かつ安定した動作を保証できます。-
