Kemična tovarna je po štirinajstih mesecih delovanja potegnila potopni grelnik PTFE iz rezervoarja za luženje z žveplovo kislino. Površina plašča, obrnjena proti procesu, je bila v dobrem stanju. Območje za pritrdilnimi nosilci-območja, kjer se nosilci dotikajo grelnika-, so pokazale temne madeže in luknjice. Kovina pod PTFE je zarjavela in na dveh mestih je korozija prodrla dovolj globoko, da je povzročila luknjičasto puščanje.
V ozkih režah med montažnimi nosilci in površino grelnika se pojavi razpokana korozija. Reža je premajhna za kroženje tekočine, a dovolj velika za vstop procesne tekočine. Tekočina v reži stagnira, kemija v reži pa se spremeni tako, da pospeši korozijo.
Zakaj za montažnimi nosilci nastanejo reže
Montažni nosilci so pritrjeni na grelec z varjenjem, vijačenjem ali vpenjanjem. Vsak način pritrditve ustvari režo med nosilcem in površino grelnika. Razpoka je lahko široka le nekaj tisočink palca, vendar je dovolj velika, da tekočina prodre skozi kapilarno delovanje.
Reža je zaščitena pred razsutim tokom. Tekočina v notranjosti ne more krožiti. Kisik in druge raztopljene snovi se porabijo zaradi korozijskih reakcij, vendar jih ni mogoče obnoviti. Spremeni se kemija tekočine v razpoki.
| Metoda pritrditve | Širina reže | Izmenjava tekočin | Nevarnost korozije | Najboljša praksa |
|---|---|---|---|---|
| Varjen nosilec | 0–0,05 mm | Noben | Visoko pri zvarnih napakah | Polni prebojni zvar |
| Nosilec z vijaki | 0,05–0,2 mm | Zelo nizko | Zelo visoko | Tesnilo s tesnilom |
| Vpet nosilec | 0,1–0,5 mm | Nizka | visoko | Uporabite trdno PTFE blazinico |
| Nosilec z režami | 0,5–1,0 mm | Zmerno | Zmerno | Sperite z vodo |
Metode pritrditve nosilcev in njihova nevarnost korozije
Kemija špranjske korozije
V špranji se kisik, raztopljen v tekočini, porabi z začetno korozijsko reakcijo. Kisika ni mogoče napolniti, ker je špranja zaščitena pred množinskim tokom. Koncentracija kisika znotraj špranje pade, medtem ko koncentracija zunaj ostane visoka. Razlika ustvari celico koncentracije kisika.
Kovina znotraj špranje postane anodna-in korodira. Kovina zunaj špranje postane katodna-je zaščitena. Hitrost korozije znotraj špranje se pospeši.
Kovinski ioni, ki nastanejo pri korozijski reakciji, pritegnejo kloridne ione iz tekočine v razsutem stanju. Koncentracija klorida v špranji se poveča in včasih doseže nekajkratno koncentracijo v razsutem stanju. Visoka koncentracija klorida še pospeši korozijo.
PH znotraj špranje pade, ko kovinski ioni hidrolizirajo. Kislo okolje še bolj pospeši korozijo. Rezultat je hitro poglabljajoča se jamica, ki lahko predre plašč grelnika.
Zakaj so grelniki s prevleko-PTFE še vedno ranljivi
Prevleka iz PTFE na grelniku je namenjena zaščiti spodnje kovine pred procesno tekočino. Toda premaz ne sega v režo med nosilcem in grelcem. Če se premaz med namestitvijo nosilca poškoduje ali če špranja ni popolnoma zatesnjena, lahko procesna tekočina pride v stik z golo kovino.
Tudi če je prevleka nedotaknjena, lahko med prevleko in nosilcem nastane špranje. Prevleka je lahko rahlo prepustna in tekočina, ki prodre v prevleko, ustvari špranjo med prevleko in kovino.
Preprečevanje špranjske korozije
Najučinkovitejša preventiva je odprava špranje. Nosilec, ki je privarjen na grelnik s-polnim prebojnim zvarom, nima nobene špranje. Zvar tesni spoj in preprečuje vdor tekočine.
Če varjenje ni praktično, lahko tesnilo ali tesnilo zapolni režo. Tesnilo iz PTFE ali fluoropolimerno tesnilo preprečuje, da bi tekočina vstopila v režo med nosilcem in grelcem.
Trdna PTFE podloga med nosilcem in grelcem v celoti odpravi režo. Podloga je stisljiva in zapolni vrzel, PTFE pa je kemično inerten.
| Preprečevalni ukrep | Vpliv na špranjsko korozijo | Izvedba | Stroški |
|---|---|---|---|
| Popoln-prebojni zvar | Odpravlja razpoke | Izdelava | Zmerno |
| PTFE tesnilo | Tesnila reža | Montaža | Nizka |
| Fluoropolimerna tesnilna masa | Tesnila reža | Montaža | Nizka |
| Trdna PTFE podloga | Odpravlja razpoke | Dizajn nosilca | Zmerno |
Ukrepi za preprečevanje korozije v razpokah za montažnimi nosilci
Ko korozija v špranjah kaže na konstrukcijsko težavo
Grelnik, pri katerem se kljub pravilni zasnovi nosilca pojavi korozija v špranjah, pomeni, da prevleka ali material nosilca nista primerna za uporabo. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri z varjenimi nosilci, tesnili iz PTFE ali trdnimi PTFE blazinicami obravnava temeljni vzrok korozije v razpokah. Postopek specifikacije zahteva kemijo kopeli, delovno temperaturo, obliko nosilca in zahtevano moč. Pri objektih z agresivnimi kemijami ta-specifični pristop zmanjša špranjsko korozijo in podaljša življenjsko dobo grelnika.
