Issiq suv saqlash idishlariga o'rnatilgan elektr isitish quvurlari ko'pincha uglerodli po'lat gardishlar orqali o'rnatiladi yoki tank devoriga payvandlangan karbonli po'lat qavslar bilan quvvatlanadi. 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan g'ilof uglerodli po'lat konstruktsiyaga o'tkazuvchan yo'l orqali, masalan, metall o'rnatish kronshteyn, tishli ulanish yoki hatto o'tkazuvchan shkalali ko'priklar orqali aloqa qilganda, galvanik korroziya xujayrasi o'rnatiladi. 316 zanglamaydigan po'lat katod (olijanob) va uglerod po'lati anod (faol) sifatida ishlaydi. Dielektrik izolyatsiyasi yoki katodik himoyasi bo'lmagan bog'lanmagan tizimlarda uglerodli po'lat komponent tezlashtirilgan tezlikda korroziyaga uchraydi. Biroq, tijorat suv isitgichlarining dala nosozliklari haqidagi ma'lumotlar unchalik intuitiv topilmani ochib beradi: galvanik oqim 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqni ham shikastlaydi, xususan, payvand choki issiqligidan ta'sirlangan-zonlarda. Elektrolitlar orqali 316 sirtidan uglerodli po'latga oqib o'tadigan katod oqimi 316 potentsialni passiv plyonka beqaror bo'lib qolgan faolroq hududga o'tkazadi, bu esa payvand choklari va sezgirlangan HAZlarda tezlashtirilgan chuqurchalar va yoriqlar korroziyasiga olib keladi. Ushbu qarama-qarshi mexanizm - nominal olijanob materialning korroziyasini keltirib chiqaradigan katodik qutblanish - galvanik juftlik 316 sirtini faol{13}}passiv o'tish hududiga olib kirishi tufayli yuzaga keladi. Ushbu maqola issiq suvda 316 uglerodli po'latdan juftlar uchun galvanik oqim zichligi va korroziya tezligini aniqlaydi va uglerod po'latining isrof qilinishini va 316 payvand choki hujumini oldini olish uchun dizayn spetsifikatsiyalarini taqdim etadi.
Issiq, past-xloridli suvda galvanik juftlikning teskari hodisasi
Atrof-muhit haroratidagi dengiz suvidagi an'anaviy galvanik seriyalar{0}}316 zanglamaydigan po'latdan uglerodli po'latdan olijanob (katod) po'lat sifatida joylashadi, potentsial farqi taxminan 300–400 mV. Karbonli po'lat zanglamaydigan po'latni himoya qilib, qurbonlik bilan korroziyaga uchraydi. Bu sovuq, o'tkazuvchan suvlarda to'g'ri bo'lib qoladi. Biroq, o'rtacha va past o'tkazuvchanlik (500-3000 mkS / sm) bo'lgan issiq suvda (60-80 daraja) galvanik harakat o'zgaradi. Atrof-muhit haroratida barqaror bo'lgan 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan passiv plyonka yuqori haroratlarda, ayniqsa iz xloridlari (shahar suviga xos bo'lgan 20-100 ppm) mavjud bo'lganda kamroq himoya qiladi. 80 graduslik musluk suvida 316 ning ochiq elektron potentsiali xona harorati qiymatiga nisbatan katodik ravishda 150-250 mV ga siljiydi va uni uglerod po'latining korroziya potentsialiga yaqinlashtiradi.
Galvanik biriktirilganda, 316{2}}uglerodli po'lat juftining aralash potentsiali 316 to'liq passiv bo'lmagan, lekin faol-passiv o'tish hududida joylashgan qiymatda yotadi. Ushbu potentsial diapazonda 316 yuzasi vaqti-vaqti bilan plyonkaning parchalanishi va repassivatsiyasini boshdan kechiradi, bu esa eng zaif joylarda - odatda xromning kamayishi va qoldiq stress kontsentratsiyasi hujum qiladigan payvand chokida lokal korroziyaga olib keladi. 80 graduslik musluk suvida (80 ppm Cl⁻, 200 µS/sm) 316 potentsiodinamik skanerlash SCEga nisbatan -200 dan +150 mV gacha bo‘lgan passiv hududni, taxminan -100 mVdagi faol cho‘qqini va +150 mV dan yuqori transpassiv parchalanishni ko‘rsatadi. 316 uglerodli po'latdan yasalgan juftlikning aralash potentsiali (hudud nisbati 1:10, ya'ni uglerod po'lati anod 316 katoddan o'n baravar katta) -50 dan +50 mV gacha barqarorlashadi - passiv plyonka beqaror bo'lgan faol-passiv o'tishda.
Simulyatsiya qilingan issiq suvni saqlashda miqdoriy galvanik oqimlar va korroziya tezligi
Boshqariladigan galvanik ulanish tajribalari 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq namunalari (12 mm OD, 1,2 mm devor, shu jumladan avtogen TIG choklari) va uglerodli po'lat plitalar (A36, tank devori materialini ifodalovchi) yordamida o'tkazildi. Elektrolit sintetik musluk suvi edi (80 ppm Cl⁻, 120 ppm SO₄²⁻, 150 ppm Ca²⁺, pH 7,2, o'tkazuvchanlik 350 mkS/sm) 75 daraja . Uglerodli po'latning 316 ga nisbati 1:1 dan 20:1 gacha o'zgarib turardi, bu turli xil isitgich{17}}-bakan sirt maydoni konfiguratsiyasini ifodalaydi. Nol{20}}qarshilik ampermetrlari galvanik tokni oʻlchadi va namunalar 1000 soatdan keyin korroziya shikastlanishi uchun tekshirildi.
| Hudud nisbati (karbonli po'lat: 316) | Galvanik oqim zichligi 316 (µA/sm²) | Aralash potentsial (mV va SCE) | Karbonli po'lat korroziya darajasi (mm/yil) | 316 Payvand choki 1000 soatdan keyin chuqurlash chuqurligi (mkm) | 316 Zarar rejimi |
|---|---|---|---|---|---|
| Bog'lanish yo'q (izolyatsiya qilingan) | 0 | -180 (faqat 316) | 0,05 (fon) | 5 | Yo'q |
| 1:1 | 12 | -20 | 0.35 | 15 | Payvand chokida yumshoq qirqish |
| 5:1 | 28 | +10 | 0.85 | 45 | HAZdagi chuqurlar, bir nechta saytlar |
| 10:1 | 35 | +30 | 1.20 | 85 | Jiddiy chuqurlik, devorning 1,0 mm gacha qisqarishi |
| 20:1 | 38 | +45 | 1.40 | 120 | Teshilish yaqin-, keng tarqalgan payvand choki |
| 10:1 dielektrik izolyatsiyasi bilan (neylon bush) | 2 | -160 | 0.08 | 8 | Muhim hujum yo'q |
20:1 maydon nisbati (katta maishiy issiq suv idishidagi bitta isitgichga xos) 316 yuzasida 38 mkA/sm² galvanik oqim zichligini hosil qildi. Kichik bo'lsa-da, bu oqim 316 potentsialni izolyatsiya qilingan - 180 mV qiymatidan +45 mV ga o'tkazish uchun etarli - faol-passiv o'tishga 225 mV o'tish. Karbonli po'lat yiliga 1,4 mm tezlikda korroziyaga uchradi, bu taxminan 4 yil ichida 6 mm tank devorini teshib qo'yadi. Isitgichning ishlash muddati uchun eng muhimi shundaki, 316 payvandlangan HAZ atigi 1000 soatdan keyin o'rtacha 120 mikron chuqurlikdagi chuqurlarni ishlab chiqdi, ba'zi chuqurlar 1,2 mm devor orqali 80% ga kirib boradi.
Issiq suvda galvanik polarizatsiyaga 316 payvand chokining sezgirligi
Payvand chokining issiqligi{0}}ta'sirlangan zona galvanik korroziya uchun 316 g'ilofdagi eng zaif joy bo'lib chiqdi. Bu sezgirlik uchta omildan kelib chiqadi. Birinchidan, HAZda payvandlash paytida karbid yog'ingarchiliklari tufayli, hatto past uglerodli 316 Lda ham xrom- yo'qolgan hududlar mavjud (kamida 12-13% Cr). Ikkinchidan, payvand chokining oyoq geometriyasi payvand chokining asosiy metallga toʻgʻri keladigan-yoriqlarga oʻxshash holatini hosil qiladi. Uchinchidan, payvandlashda qoldiq kuchlanish kuchlanishlari HAZda to'plangan. Galvanik polarizatsiya ostida bu omillar birlashib, asosiy metallga qaraganda 5-10 baravar yuqori oqim zichligida mahalliylashtirilgan hujumga olib keladi.
Karbonli po'latga ulangan (maydon nisbati 10:1) payvandlangan 316 g'ilof namunasi bo'ylab galvanik oqim taqsimotining mikroelektrod o'lchovlari:
Asosiy metall (payvandlashdan uzoqda): 28 mkA/sm², bir xil
HAZ (fusion liniyasidan 2 mm ichida): 110–180 mkA/sm², mahalliylashtirilgan
Payvandlangan metall: 45 mkA/sm², bir xil
Payvand choki (tushish): 220 mkA/sm², yuqori konsentrlangan
HAZ va payvand chokidagi yuqori oqim zichligi, nega chuqurchalar g'ilofning qolgan qismida emas, balki ushbu joylarda afzalroq ekanligini tushuntiradi. 80 graduslik musluk suvida HAZning o'lchangan chuqurlik potentsiali SCEga nisbatan -50 mV, 10: 1 ulanish ostidagi aralash potentsial esa +30 mV edi - bu HAZda doimiy faol erishni ta'minlovchi 80 mV harakatlantiruvchi kuch.
Issiq suv saqlash tanklarida galvanik izolyatsiyalash uchun dizayn echimlari
Dizaynning uchta yondashuvi 316 ta qobiq va uglerodli po'latdan yasalgan tank konstruktsiyalari orasidagi galvanik korroziyani yo'q qiladi yoki yumshatadi. Eng samarali to'liq dielektrik izolyatsiya hisoblanadi. Isitgichni o'rnatishning barcha ulanishlari - tishli, gardishli yoki qavs-o'rnatilgan bo'ladimi - 316 g'ilof va har qanday uglerod po'lat komponenti o'rtasida 1 MŌ dan ortiq elektr qarshiligini ta'minlovchi dielektrik vtulkalar, qistirmalari yoki gilzalarni o'z ichiga olishini belgilang. Neylon, shisha{7}}to'ldirilgan polipropilen yoki PTFE bushinglar uchun mos materiallardir. Polimer bilan qoplangan iplar-bo'lgan dielektrik birikmalar quvurlar tizimi orqali oqim o'tishini ham oldini oladi.
To'liq izolyatsiya qilish amaliy bo'lmaganda (masalan, isitish moslamasi to'g'ridan-to'g'ri uglerodli po'latdan yasalgan yarim muftaga ulanadigan qayta jihozlashda), ikkinchi yondashuv maydon nisbatini teskari qilishdir. Katta 316 katodga ulangan kichik uglerodli po'lat anod anodning tez isrof qilinishiga olib keladi, lekin minimal 316 polarizatsiya. O'zgartirilishi mumkin bo'lgan uglerodli po'latdan yasalgan qurbonlik anodini ataylab qo'shish orqali (masalan, isitgich yaqinidagi rezervuar devoriga murvatlangan 50 mm × 100 mm plastinka), maydon nisbati 316:anod=10:1 yoki undan yuqori bo'ladi. Ushbu konfiguratsiyada aralash potentsial izolyatsiya qilingan 316 potentsialga (-150 dan -180 mV) yaqin bo'lib qoladi va 316 g'ilof to'liq passiv bo'lib qoladi. Qurbonlik anodi vaqti-vaqti bilan iste'mol qilinadi va almashtiriladi.
Uchinchi yondashuv yangi tank ishlab chiqarish uchun qo'llaniladi. Barcha suvga cho'milgan uglerodli po'lat yuzalar, jumladan, idishning ichki qismi va har qanday o'rnatish qavslari issiq galvanizatsiya, epoksi yoki poliurea kabi katodik himoya qoplamasini olishini aniqlang. Qoplanmagan uglerodli po'lat manba yoki 1 sm² ga yaqin kesilgan qirrasi yaqin atrofdagi 316 g'ilofida galvanik korroziyaga olib kelishi mumkin. To'liq qoplanishi mumkin bo'lmagan tanklar uchun inert anodli (aralash metall oksidi bilan qoplangan titan) va mos yozuvlar elektrodli quvvatli ta'sirlangan oqim katodik himoya tizimini o'rnating. Tizim tank devorini Cu/CuSO₄ ga nisbatan -800 dan -900 mV gacha ushlab turadi, bu bir vaqtning o'zida uglerod po'latini himoya qiladi va 316 potentsialni xavfsiz passiv hududga o'tkazadi.
Issiq suv saqlash tanki isitgichlarining spetsifikatsiyasi tili
Uglerodli po'latdan yasalgan issiq suv saqlash idishlariga o'rnatish uchun 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali elektr isitish quvurlarini sotib olayotganda, shu jumladan tijorat suv isitgichlari, termal saqlash idishlari va bufer tanklar - muhandislar aniq galvanik izolyatsiya talablarini o'z ichiga olishi kerak. Isitgich moslamasi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq va har qanday uglerodli po'latdan yasalgan o'rnatish komponentlari (trodlar, qavslar yoki tishli ulanishlar) o'rtasida dielektrik izolyatsiyani o'z ichiga olishi kerak, bu 500 V DC da o'lchangan 1 MŌ minimal elektr qarshiligini ta'minlaydi. Tishli o'rnatish uchun dielektrik birlashma yoki neylon ferrulni belgilang. Flanesli o'rnatish uchun barcha murvatlarda dielektrik ushlagichli PTFE yoki EPDM qistirmalarini belgilang. To'liq izolyatsiyaga erishib bo'lmaydigan qayta jihozlash ilovalarida, isitgich 316 g'ilofni va qo'shni uglerod po'latini himoya qilish uchun o'lchamdagi almashtiriladigan qurbonlik anod (magniy yoki alyuminiy) bilan birga bo'lishini belgilang, anod massasi NACE SP0387 bo'yicha tank hajmi va suv kimyosi uchun hisoblangan. Yangi rezervuar ishlab chiqarish uchun isitgichning har qanday kirib borishidan 300 mm masofada joylashgan barcha uglerodli po'lat yuzalar himoya qoplamasi (kamida 250 mikron quruq plyonka qalinligi) olishini va barcha qoplangan sirtlar past kuchlanishli nam shimgichni tekshirgich yordamida bayram kunlari (pinhona teshiklari) tekshirilishini belgilang. Galvanik ulanishni asosiy dizayn o'zgaruvchisi sifatida ko'rib chiqish orqali - tank korroziyadan himoya qilish uchun emas, balki - muhandislar himoyalanmagan tizimlarda odatda 12-24 oy ichida paydo bo'ladigan 316 ta qobiqli payvand choki buzilishining oldini olishlari mumkin.
