Apabila tiub pemanasan titanium digandingkan secara elektrik dengan logam yang tidak serupa dengan perbezaan potensi yang jelas dan direndam dalam medium elektrolit konduktif, sel primer galvanik terbentuk secara spontan. Titanium biasanya memegang potensi elektrod yang agak positif dengan filem pasif titanium dioksida yang stabil dan bertindak sebagai katod untuk dilindungi dalam kebanyakan kes. Logam dengan potensi yang lebih rendah akan berfungsi sebagai anod dan larut dengan cepat. Walau bagaimanapun, apabila dipasangkan dengan platinum, grafit atau logam mulia lain dengan potensi yang jauh lebih tinggi, titanium bertukar menjadi anod dan mengalami goresan setempat yang teruk pada sempadan sentuhan, mengakibatkan kebocoran pitting dan penembusan. Hakisan sedemikian tertumpu pada sambungan pemasangan, menampilkan kemajuan kerosakan yang sangat cepat berbanding dengan kakisan seragam konvensional.
1. Mekanisme Kakisan Galvanik Elektrokimia
Titanium menghasilkan filem pasif TiO₂ padat dalam kebanyakan persekitaran berair, mempunyai potensi kakisan yang tinggi. Apabila disambungkan terus kepada keluli karbon, aluminium, zink dan logam aktif lain, logam yang tidak serupa kehilangan elektron secara berterusan dan larut sebagai anod, manakala katod titanium kekal utuh pada asasnya. Jika titanium bersentuhan dengan logam mulia seperti platinum dan grafit, potensinya menjadi negatif secara relatif, filem pasif di tepi sentuhan terurai lebih disukai, dan matriks titanium larut secara intensif sebagai anod. Semakin besar nisbah kawasan antara katod dan anod, semakin tinggi ketumpatan arus pada permukaan anod, dan semakin cepat kakisan setempat mengembang di sepanjang jurang sentuhan. Sederhana dengan ion klorida dan fluorida akan terus memusnahkan filem pasif yang tidak lengkap dan mempercepatkan kegagalan penembusan.
2. Kedudukan Biasa Terdedah kepada Kakisan Galvanik
Kawasan sentuhan antara paip titanium dan penyokong keluli karbon, pengapit paip dan kurungan tetap;
Sambungan bebibir menggunakan loyang, keluli tergalvani atau bolt aloi aluminium dan gasket;
Peralihan kedudukan kimpalan antara saluran paip utama titanium dan kelengkapan paip tambahan bukan titanium;
Sambungan berulir dipadankan dengan penyesuai keluli biasa dan penyambung logam heterogen;
Kawasan percikan basah di mana komponen titanium menyentuh bingkai struktur logam dan cangkerang peralatan lain.
3. Faktor Teras Mempercepatkan Hakisan Galvanik
Jurang potensi yang berlebihan antara dua jenis bahan logam heterogen yang dipadankan;
Titanium sebagai-anod kawasan kecil yang digandingkan dengan-kawasan besar katod logam mulia, sangat membesarkan kadar kakisan;
Sederhana dengan kekonduksian tinggi dan ion halogen yang memecahkan filem pasif dan mempergiatkan tindak balas elektrokimia;
Cecair pekat dan medium proses meresap ke dalam celah pemasangan untuk membentuk persekitaran elektrolit tertutup;
Kekurangan langkah pengasingan penebat yang membawa kepada sentuhan konduktif terus antara dua logam.
4. Penuh-Langkah-Langkah Teknikal Pencegahan dan Kawalan Pautan
① Mengamalkan prinsip padanan bahan homogen
Satukan kurungan, pengikat dan aksesori penyambung kepada bahan titanium untuk menghapuskan perbezaan potensi secara asas.
② Tambah gasket penebat dan lengan pengasing antara logam yang tidak serupa
Gunakan bahagian penebat PTFE, getah atau seramik untuk memotong gelung konduktif dan menyekat pembentukan sel galvanik.
③ Optimumkan katod-kadaran kawasan anod untuk sambungan bercampur yang tidak dapat dielakkan
Pastikan bahagian anod yang mudah terhakis mempunyai kawasan sentuhan yang lebih besar untuk mengurangkan ketumpatan arus kakisan unit.
④ Tutup celah pemasangan dengan pengedap anti-karat
Cegah cecair menghakis daripada meresap ke dalam antara muka sentuhan untuk mengelakkan pengumpulan elektrolit.
⑤ Konfigurasikan perlindungan anod korban untuk struktur logam campuran yang kompleks
Pasang blok pengorbanan-rendah yang berpotensi untuk menghakis dan melindungi tiub pemanasan titanium.
5. Jadual Perbandingan Kesan Pencegahan
表格
| Skim Padanan Perhimpunan | Risiko Kakisan Galvanik | Cadangan Permohonan |
|---|---|---|
| Sentuhan terus antara kelengkapan keluli karbon dan permukaan titanium kosong | Kakisan pantas pada kelengkapan dan lubang tepi pada titanium | Tambah pengasingan penebat atau gantikan dengan bahagian titanium dengan segera |
| Padanan titanium penuh + rawatan kedap jurang | Pada asasnya menghapuskan bahaya tersembunyi kakisan galvanik | Spesifikasi pemasangan standard untuk saluran paip tekanan titanium |
| Pengasingan penebat + perlindungan anod korban tambahan | Prestasi kakisan anti-galvanik jangka panjang-yang stabil | Pelan sokongan mandatori reka bentuk logam campuran |
Kesimpulan
Kakisan galvanik tiub pemanasan titanium disebabkan oleh beza keupayaan antara logam yang tidak serupa dan litar pengalir elektrolit tertutup. Idea pencegahan teras ialah memilih bahan padanan bersatu, mengguna pakai penebat fizikal untuk memutuskan laluan konduktif, menutup celah untuk mengasingkan medium menghakis dan menggunakan perlindungan tambahan anod korban. Pemeriksaan bahan masuk yang ketat dan pengurusan proses pemasangan piawai dengan berkesan boleh mengelakkan kegagalan kebocoran pramatang yang disebabkan oleh kakisan galvanik pada kedudukan penyambungan tiub pemanasan titanium.
