Предотвращение коррозии разнородных металлов при выборе материалов

Представьте себе только что построенный морской корабль, на крыше которого с помощью болтов установлено несколько единиц оборудования; например, дека была установлена ​​на стальную конструкцию с помощью горячих алюминиевых заклепок. Теперь перенесемся на пару месяцев вперед, когда доска внезапно падает на землю. Тщательный анализ инцидента позволяет сделать вывод, что причиной поломки является коррозия разнородного металла.

Коррозия разнородных металлов, также известная как гальваническая коррозия, является обычным явлением на многих недавно построенных объектах, работающих во влажной среде, например, в нефтяной и морской промышленности. Согласно опросу, проведенному NACE international, глобальные затраты на коррозию составляют 2,5 триллиона долларов США.

Ниже мы подробно рассмотрим коррозию разнородных металлов, как и почему она возникает, а также советы, как ее избежать, чтобы предотвратить несчастные случаи и задержки проекта.

Что такое коррозия разнородных металлов?

Гальваническая реакция возникает, когда два металла с разным благородством или электрохимическим потенциалом соприкасаются друг с другом под раствором электролита или влажной средой. Активный металл (менее благородный) ведет себя как анод, а пассивный металл (высокоблагородный) действует как катод.

На катоде вода реагирует с кислородом с образованием гидроксидов. Однако для протекания этой реакции необходим приток электронов. Активный металл начинает терять электроны, а ионы проходят через электролитическую среду и осаждаются в пассивном металле. В результате на поверхности образца начинают протекать различные химические реакции, и менее благородный металл подвергается коррозии. Скорость коррозии прямо пропорциональна площади катода, доступной для реакции, и степени разницы в благородстве двух металлов.

Ниже приведена таблица, в которой сравниваются различные металлы и диапазоны их электрохимического напряжения в морской воде.

Сильнее всего реагируют металлы с большими перепадами напряжения. Например, винт из оцинкованной стали на хомуте из нержавеющей стали подвергается коррозии быстрее, чем винт из титана.

Коррозия разнородных металлов может также возникать между частями одного и того же металла, когда они находятся в местах с разными значениями pH и электрически контактируют друг с другом.

Факторы, влияющие на коррозию разнородных металлов

Следующие факторы влияют на скорость коррозии разнородных металлов между двумя металлами:

• Электродный потенциал: Металлы с широким электродным потенциалом подтверждают более быструю коррозию менее благородного металла.
• Контактное сопротивление: Низкое контактное сопротивление на границе двух металлов обеспечивает более высокую скорость потока электронов, вызывая усиление коррозии.
• Электрическое сопротивление: Высококонцентрированные электрохимические растворы (pH <7) стимулируют образование водорода на катоде и усиливают электрохимическую коррозию.
• Металлические области: Скорость реакции прямо пропорциональна площади катода и обратно пропорциональна площади анода.
• Изменения в атмосфере: Изменения атмосферных условий могут влиять на коррозию разнородных металлов. Например, размер площади катода, подвергаемой воздействию влажной области, определяет, насколько быстро будет происходить реакция. Больше показов приводит к большему ускорению.

В связи с этим давайте узнаем больше о влиянии окружающей среды на коррозию разнородных металлов.

Факторы окружающей среды, влияющие на коррозию разнородных металлов

В зависимости от окружающей среды электрохимические свойства анода могут изменяться. Условия окружающей среды влияют на три основных свойства анода:потенциал, емкость по току и расход анода.

Анодный потенциал может стать более отрицательным в среде с химическими веществами или морской водой. Даже разные вариации одной и той же среды могут повлиять на практическую токовую мощность анода, например горячая морская вода, холодная морская вода или донный ил.

Необходимы долгосрочные данные о производительности, связанные с допустимой нагрузкой анода по току для конкретной среды. При отсутствии достаточных данных необходимо провести дополнительные электрохимические испытания, такие как гальваностатическое испытание и потенциостатическое испытание, чтобы определить допустимую токовую нагрузку анода в различных условиях окружающей среды.

Как предотвратить коррозию разнородных металлов

Ниже приведены несколько рекомендаций по предотвращению коррозии разнородных металлов:

• Выполнить обзор: Получите общее представление о применяемом материале, соответствующей нагрузке и возможном влиянии атмосферы на гальваническую реакцию.
• Следуйте основному правилу: Выберите металлы одинакового или почти такого же благородства в гальванической схеме.
• Изолировать разнородные металлы: Использовать изоляцию между контактами из разных металлов; например, болты с втулкой во фланцевых соединениях и используйте изолирующие шайбы.
• Использовать катушки изоляции: Непроводящие изолирующие катушки (например, из стеклопластика [GRP]) можно использовать для соединения труб из двух разных металлов, по которым проходят неуглеводородные жидкости.
• Используйте жертвенный анод: Жертвенные аноды используются для защиты металлов в морской воде.
• Покрасьте катод: Используйте краску в качестве альтернативы, чтобы предотвратить контакт; покрасьте самую благородную часть, катод.

Примечание :Если вы покрасите анод и в краске образуется трещина, гальванический ток потечет в это поперечное сечение и ускорит коррозию. То же самое относится и к любой трещине в гальваническом материале.

В связи с этим частые проверки также могут помочь свести к минимуму любые случайные опасности из-за коррозии разнородных металлов.

Выбор материала чрезвычайно важен. Размер и форма материала анода должны выдерживать механическую силу, оказываемую окружающей средой в виде волн, токов и вибраций. Кроме того, вы также должны учитывать множество других факторов, таких как химический состав, однородность и пропускная способность по току. Партнерство с опытным поставщиком металла для получения высококачественных коррозионно-стойких сплавов поможет вам в первую очередь избежать коррозии разнородных металлов.

Ваш местный поставщик высококачественных сплавов

Industrial Metal Service уже более двух десятилетий является одним из ведущих поставщиков металла в районе залива Сан-Франциско. Мы также предоставляем современные услуги по распиловке металлов для точной резки металлов на готовые к обработке детали, что позволяет производителям, любителям и машинистам сосредоточиться на том, что важно.

Наша ленточная пила Amada PCSAW 530 X с технологией импульсной резки отлично подходит для резки высокопрочных металлов, таких как титан, без каких-либо рабочих деформаций, а наша MetlSaw NF12-T12 быстро и с высочайшей точностью режет алюминиевые сплавы.