Предотвратите долгосрочные коррозионные повреждения с нашей диаграммой гальванической коррозии

Гальваническая коррозия, также известная как коррозия разнородных металлов, — феномен, часто встречающийся в нефтегазовой и морской отраслях, а также в бытовых сценариях с влажной средой. Гальваническая коррозия может происходить в тысячах комбинаций металлов, включая те, что используются в стиральных машинах, автомобилях, сантехническом оборудовании и сооружениях всех видов. Поэтому важно понимать, какие комбинации металлов могут создать наибольший риск гальванической коррозии.

Ниже мы даем краткий обзор гальванической коррозии и предоставляем диаграмму гальванической коррозии, чтобы помочь фабрикаторам и механикам избегать неправильных комбинаций металлов. Мы также предоставляем другие полезные методы избегания гальванической коррозии.

Краткий обзор гальванической коррозии

Когда два металла разной благородности соединены и помещены в электролитическую среду, менее благородный металл начинает корродировать. Этот феномен известен как гальваническая коррозия.

Следующие три фактора часто способствуют более высокому риску гальванической коррозии:

1. Разнородные металлы, используемые вместе
2. Проводящий путь
3. Наличие электролита

Хотя гальваническая коррозия часто происходит между двумя разнородными металлами, она может также происходить между двумя похожими металлами. Например, если одна часть болта погружена в соленую воду, а другая половина открыта к воздуху, разность электростатических потенциалов все равно может возникнуть, ведущая к гальванической коррозии.

Понимание гальванического ряда может помочь механикам и фабрикаторам понять, какие металлы более склонны к коррозии, чем другие.

Понимание гальванического ряда

Ниже мы включили диаграмму гальванического ряда, сравнивающую разные металлы и их диапазоны электрохимического напряжения в морской воде.

Здесь металлические сплавы расположены от наиболее благородного (сверху) к наименее благородному (снизу); таким образом, магний — наименее благородный металл, тогда как графит — наиболее благородный в гальваническом ряду.

Например, представьте, что два металла электрически соединены друг с другом под электролитическим раствором. Если ток течет от металла 1 к металлу 2 в цепи, металл 1 — катод и находится над металлом 2 (анодом).

Попробуем упростить дальше.

Рассмотрим две полупоцарапанные пластины из нержавеющей стали 316 (активные), одна с оловянным покрытием, другая с цинковым, вместе с их результирующим потенциалом, как описано ниже.

В первом случае, из-за высокой разности электростатических потенциалов, ток течет от олова к нержавеющей стали; т.е. электроны от нержавеющей стали к олову. Поскольку площадь катода больше, скорость коррозии нержавеющей стали высока.

Во втором случае, цинк находится ниже нержавеющей стали в гальваническом ряду, и здесь площадь открытого катода также мала. Таким образом, цинк корродирует в процессе, но со значительно более низкой скоростью, чем в первом случае.

Подводя итог, чтобы избежать гальванической коррозии:

1. Выбор металлов должен быть таким, чтобы они были близки друг к другу в гальваническом ряду.
2. Площадь катода (более благородный металл) должна быть меньше площади анода (менее благородный металл).

Эффект коррозии сильнее на стыке двух разнородных металлов и слабее на удаленных концах.

Избегайте этих комбинаций металлов согласно нашей диаграмме гальванической коррозии

Для снижения риска гальванической коррозии есть определенные металлы, которые не должны использоваться вместе. Ниже мы предоставили диаграмму гальванической коррозии, показывающую комбинации металлов, несущие наибольший риск.

Нержавеющая сталь (активная) + Алюминий

Нержавеющая сталь действует как катод, а алюминий как анод. Алюминий негативно реагирует на нержавеющую сталь, но в благоприятной среде (морской среде); если площадь поверхности алюминия больше нержавеющей стали, коррозия алюминиевой поверхности вероятно произойдет. В этом смысле существует риск подвешивания тяжелого алюминиевого оборудования с нержавеющими крепежами на любом морском судне. Постепенно алюминий начнет корродировать в точке соединения и может упасть, если не будет быстро исправлено.

Медь + Сталь

Рассмотрим случай, где медная водопроводная труба соединена со стальной трубой через адаптер, а вода внутри является электролитом. Поскольку сталь электрически отрицательна к меди, электроны будут течь от стали к меди, и стальная труба будет корродировать. По экономическим причинам создание полностью медной системы может быть сложным в большинстве случаев. Разрыв электрического контакта через толстый шестидюймовый муфту из изоляционного материала — более простой способ избежать гальванической коррозии.

Медь + Алюминий

Поскольку алюминий легок, дешев и имеет теплопередаточные свойства, похожие на медь, алюминево-медные соединения широко используются в большинстве HVAC применений. В непротектированной влажной среде алюминий будет действовать как жертвенный анод, а медь как катод. Алюминий будет корродировать, приводя к отказам соединений. Однако нанесение цинкового покрытия на соединение спасает алюминий, так как цинк действует как жертвенный анод для обоих меди и алюминия.

Советы по избеганию гальванической коррозии

Пока обращение к нашей диаграмме гальванической коррозии — один из самых легких и быстрых методов избегания опасных комбинаций металлов, есть и другие способы избегания гальванической коррозии, включая следующие.

Выберите правильные металлы

Необходимо выбирать металлы с небольшими различиями в благородности (не более 0,2 вольт). Например, разница 0,15 вольта между никелем и серебром — довольно допустима.

Минимизируйте площадь поверхности катода

Скорость гальванической реакции прямо зависит от площади катода. Минимизация большой площади поверхности катода по сравнению с анодом снизит скорость коррозии катода.

Покройте катоды и аноды менее благородными металлами

Покрытие катодов и анодов менее благородным металлом защитит оба от гальванической коррозии. Нанесение цинка на стальные конструкции — один из распространенных примеров гальванического покрытия.

Используйте ингибиторы

В наши дни гальванические коррозионные ингибиторы также популярны во всех отраслях. Это цинкобогатое покрытие, которое можно наносить между стыками любых разнородных металлов и электрических соединений. Мощная формула легко впитывает влагу и любую энергию, созданную реакциями разнородных металлов.

Используйте жертвенные аноды

Использование жертвенного анода, который более электрохимически реактивен, чем базовый материал, помогает спасти защищаемый материал. Например, вместо цинкового покрытия, блок цинка, расположенный близко к стальной пластине, может спасти её от гальванической коррозии.

Изолируйте разнородные металлы

Другой метод избегания гальванической коррозии — добавление диэлектрической изоляции между стыком двух разнородных металлов для разрыва электрического контакта. Например, неопреновые или нейлоновые шайбы и втулки для болтов обеспечивают полную изоляцию нержавеющих болтов от алюминиевых или оцинкованных стальных элементов. Однако при работе с высокопрочными соединениями вы должны проверить диэлектрический материал против нагрузочных условий.

Приобретите коррозионно-стойкие металлы от надежного поставщика металлов

Более двух десятилетий Industrial Metal Service поставляет высококачественные сплавы для легкого выполнения ваших коррозионно-стойких проектных требований. Нужны ли вам новые, заводские испытания металлы или высококачественные металлические остатки, верифицированные XRF-анализаторами, мы можем поставлять их в ваше место, где угодно в стране, без минимальных требований к заказу.

Мы также предлагаем передовой сервис пильного распила для предоставления вам точно распиленных металлов для ваших фабрикационных и механических нужд. Наш MetlSaw NF12-T12 легко режет крупные, неферрожидкие металлы до 12 футов длиной и 12 дюймов толщиной, удерживая жесткие допуски до ± 0,003″, с вертикальной и горизонтальной перпендикулярностью до ± 0,0005″/дюйм толщины и ± 0,002″/фут соответственно.

Для специальных металлов вроде титана, наш ленточный пильный станок Amada PCSAW 530 X с технологией импульсного резания может резать на переменной скорости 15–120 м/мин с пильной емкостью 30–530 мм для круглых и квадратных материалов.