Hvordan ændrer tilstedeværelsen af ​​en gummibeklædning på tankvæggen den galvaniske korrosionsrisiko for en ubundet titaniumvarmer i den samme elektrolyt?

Og for en procesingeniør, der sætter en titanium-elvarmer i en ståltank med gummibeklædning, er risikoen for galvanisk korrosion meget anderledes, end hvis tanken var uforet stål. Titanium-varmeren er galvanisk forbundet med et enormt kulstofståloverfladeareal i en uforet ståltank. Stålet (anode) er korroderet og beskytter fortrinsvis titanium (katoden). Ståltankens væg korroderer, men titaniumvarmeren bliver ikke korroderet. Isolatorgummiet i en gummi-beklædt tank isolerede stålet elektrisk fra elektrolytten. Der er nu ikke noget stort katodisk område for titanium-varmeren at koble sammen med. Men hvis der er en mindre defekt i gummibeklædningen (et nålehul, en ridse eller et beskadiget område), dannes der et meget ødelæggende galvanisk par, hvor en meget lille mængde blotlagt stål (anode) kobles til et meget stort område af titanium (katode). Den galvaniske strøm koncentrerer sig om den lille stålfejl og forårsager hurtige dybe gruber i ståltankvæggen under gummiet, hvilket udløser beklædning og tankfejl. Tanken fejler, men selve titaniumvarmeren er uskadt.

Mekanismen for galvanisk korrosion i gummi-forede tanke
Gummi foring. Gummibeklædningen på en gummibeklædt tank isolerer stålsubstratet elektrisk fra elektrolytten. Titanium-varmeren er elektrisk isoleret fra stålet, når den er nedsænket. Ingen galvanisk strøm vil passere, og titanium og stål (dækket af det ubeskadigede gummi) vil ikke korrodere. Men hvis gummibeklædningen er defekt (nålhul, skåret eller beskadiget område), fungerer det frilagte stål som en lille anode. Den enorme titaniumvarmer (og enhver anden fugtet metaloverflade) er en kæmpe katode. Forholdet mellem katodisk areal og anodisk areal kan være større end 1.000:1. Den galvaniske strøm er fokuseret på den lille stålfejl, hvilket resulterer i en strømtæthed på 1 til 10 mA/cm2 ved fejlen. Den høje strømtæthed opløser hurtigt stålet, hvilket skaber en dyb rende, der underskærer gummibeklædningen. Gummien mister sit greb, kan måske slippe af og blotlægge mere stål og dermed øge svigtet. Da selve titaniumvarmeren er katoden, er den beskyttet og er ikke beskadiget.

Kvantificering af den galvaniske strømtæthed ved defekter i gummibeklædninger
Titaniumvarmeroverfladeareal (cm2) Gummidefektareal (cm2) Katode/anodearealforhold Galvanisk strøm (μA) Strømtæthed ved defekt (mA/cm2) Perforeringstid 6 mm ståltankvæg (år) 1,000 10 (stor defekt) 100:000 0.1 5-10 1},{hul) 1.000:1 1,000 1.0 0.5-1 1,000 0.1 (lille ridse) 10.000:1 1,000 10 0.05-0.1 (uger til måneder) 2,000 0.1 20,000:1 2,000 20 0.03-0.05 (måneder) 5,000 0.1 50,000:1 5,000 50 < 1 måned 10,000 0.1 100,000:1 10,000 100 < 2 uger
Et scenarie om installation af titaniumvarmere i gummi-forede tanke: en guide
Tilstand af tankforing Varmelegeme Elektrisk limning Galvanisk risiko Anbefalet handling
Gummi er OK, ingen fejl. Varmelegeme adskilt (ikke bundet)Meget lavt (ingen kredsløb) OK. Årlig foring af monitor.
Ingen fejl, gummi intakt Varmeapparat knyttet til stål (jord) Lav (ingen berøring med stål af elektrolyt) Valgfri, men anbefales.
små nålehuller (< 1 mm2) in rubberHeater isolated High (localized pitting of steel)Fix pinholes. The heater is isolated by nylon bushings.
Nålestikhuller i gummi Stålbundet varmelegeme Lavt (titanium og stål ved lige potentiale) Bonding udligner potentialet og fjerner galvanisk par.
Gummi stort beskadiget område Varmeapparat isoleret Meget højt (stort ståleksponeret område) Eliminer varmeapparatet eller reparer foringen med det samme.
Alder på gummibeklædning > 10 år (ukendte fejl) Varmelegeme isoleret Ukendt (måske stor) Udfør en gnisttest på belægningen. Varme isolering.
Enhver tank med gummibeklædning og katodisk beskyttelse Varmeisoleret Lav (CP beskytter stål) OK. Kontroller, at CP-systemet fungerer.
Tekniske løsninger til at mindske galvaniske risici
Der er tre muligheder for at forhindre faren for galvanisk korrosion af foringsdefekter, når en titaniumvarmer skal installeres i en gummibeklædt-beholder. I den første mulighed er titaniumvarmeren elektrisk forbundet til ståltankvæggen (f.eks. ved hjælp af en kobbertråd fastgjort til en ubelagt fitting). Hvis titanium og stål har samme potentiale, er den galvaniske strøm nul, selvom gummibeklædningen har fejl. Stålet er beskyttet af det enorme katodiske område af titanium (katodisk beskyttelse). Den anden metode er at fastgøre en offeranode (zink eller aluminium) til titaniumvarmeren. Ved enhver belægningsfejl korroderer anoden, ikke stålet. Den tredje metode er at gnistteste gummibeklædningen før installation af varmeren for at finde og udbedre alle fejl. Pinholes detekteres af en høj-gnisttester (5-15 kV), der lukker et kredsløb til stålsubstratet. Hvis en fejl identificeres, korrigeres den med et gummiplaster.

Konklusion: Varmelegeme-isoleret gummi-forede tanke skaber høj galvanisk risiko ved foringsdefekter
Tilføjelsen af ​​en gummibeklædning i en tankvæg ændrer fuldstændig den galvaniske korrosionsrisiko for en ubundet titaniumvarmer. Det store stålområde er offeranoden til at beskytte titaniumvarmeren i en uforet ståltank. Stålet er elektrisk isoleret fra elektrolytten i en gummi-beklædt tank. Når gummibeklædningen er defekt (nålhul, slid eller beskadigelse) dannes et ekstremt skadeligt galvanisk par: en meget lille stålanode parret med en meget stor titaniumkatode. Den galvaniske strømtæthed ved fejlen kan nærme sig 1-100 mA/cm² og perforere en 6 mm ståltankvæg i løbet af uger til måneder. Selve titaniumvarmeren er okay, men tanken går alvorligt i stykker. For at undgå denne fejltilstand bør titaniumvarmere i gummi-forede tanke være elektrisk forbundet med ståltankvæggen for at udligne potentialer og eliminere det galvaniske par. For eksempel at bestille en titaniumvarmer til en gummibeklædt tank, spørge om elektrisk bindingshardware og gnisttest af foringen hjælper med at sikre, at galvanisk korrosion ved foringsfejl ikke forårsager for tidlig tankfejl.