Wspornik grzejnika z PTFE ze stali nierdzewnej przykręcony do stalowego zbiornika w przewodzącej kąpieli kwasowej tworzy małą baterię. Z biegiem tygodni wspornik będzie się wgłębiał, rdzewieje i ostatecznie ulegnie awarii, co może spowodować upuszczenie grzejnika do zbiornika. Jest to klasyczna korozja bimetaliczna. Rozpoznanie wczesnych objawów i zastosowanie odpowiedniego rozwiązania-izolacji elektrycznej lub dopasowania materiałów-zapobiegnie sytuacji, w której pozornie niewielki wspornik stanie się kosztownym wypadkiem w zbiorniku.
Co to jest korozja bimetaliczna i dlaczego występuje?
Kiedy dwa różne metale są połączone elektrycznie i wystawione na działanie przewodzącej cieczy (elektrolitu), powstaje ogniwo galwaniczne. Mniej szlachetny metal staje się anodą i preferuje korozję; im bardziej szlachetny metal (katoda) pozostaje chroniony. W zbiorniku do galwanizacji kąpiel przewodząca-często jest to roztwór kwasu lub zasadowy o wysokiej zawartości jonów-dopełniający obwód.
W przypadku wspornika grzejnika typowe pary materiałów obejmują:
Wspornik ze stali nierdzewnej(bardziej szlachetny) przykręcony do azbiornik ze stali węglowej(mniej szlachetny) → stalowy zbiornik szybko koroduje wokół otworów na śruby.
Wspornik miedziany lub mosiężny(bardziej szlachetny) dołączony dozbiornik ze stali nierdzewnej(mniej szlachetna) → stal nierdzewna może ulegać korozji wżerowej lub szczelinowej.
Wspornik ze stali nierdzewnejprzykręcony do Azbiornik tytanowy(bardzo szlachetna) → stal nierdzewna staje się anodą i zamiast tego koroduje.
Dokładny kierunek korozji zależy od szeregu galwanicznego dla konkretnego elektrolitu. W większości kąpieli kwasowych metal mniej szlachetny (anoda) traci materiał. Znaki ostrzegawcze opisano poniżej.
RozpoznawanieBimetaliczny wspornik grzejnika korozyjnego PTFEAwaria
Kontrola w terenie instalacji grzejników PTFE powinna obejmować dokładne przyjrzenie się wspornikowi i jego punktom mocowania. Kluczowe wskaźniki aktywnego ataku galwanicznego obejmują:
Silna rdza lub czerwonawe-brązowe plamykoncentruje się na złączu, zwłaszcza wokół łbów śrub, nakrętek lub styku kołnierza wspornika ze ścianą zbiornika.
Wżery lub lokalna utrata materiałuna samym wsporniku lub na powierzchni montażowej zbiornika. Wgłębienia często pojawiają się w kształcie pierścienia bezpośrednio pod podkładką śruby lub wokół otworu na śrubę.
Łuszczenie lub złuszczaniepowierzchni metalu w pobliżu obszaru styku. W ciężkich przypadkach grubość zamka ulega wyraźnemu zmniejszeniu lub wydłużeniu otworu na śrubę.
Białe lub zielonkawe produkty korozji(np. na wspornikach ze stali nierdzewnej w kąpielach kwasowych bogatych w chlorki), co wskazuje na aktywną korozję szczelinową pod łbem śruby.
Sam rygiel jest często ścieżką dla prądu galwanicznego. Jeśli śruba jest wykonana z innego metalu niż wspornik i zbiornik, może to przyspieszyć uszkodzenie.
Natychmiastowe środki zaradcze: Przerwanie obwodu elektrycznego
Najszybszym lekarstwem na istniejącą korozję bimetaliczną jest elektryczna izolacja różnych metali. Osiąga się to za pomocą nieprzewodzącego sprzętu z tworzywa sztucznego, który zapobiega bezpośredniemu kontaktowi metalu z metalem.
Plastikowe podkładki płaskie i podkładki barkowe
Podkładki płaskiewykonane z PTFE, PVDF lub polipropylenu umieszcza się pomiędzy łbem śruby a wspornikiem oraz pomiędzy nakrętką a powierzchnią zbiornika. Powoduje to przerwanie ścieżki przewodzącej przez element złączny.
Podkładki na ramiona(zwane także tulejami izolacyjnymi) wkłada się w otwór na śrubę wspornika. Występ wyrównuje wnętrze otworu, zapobiegając zetknięciu się wału śruby z metalem wspornika. Kołnierz podkładki pasowanej oddziela łeb śruby od powierzchni wspornika.
Kompletny zestaw izolacyjny zazwyczaj obejmuje:
Podkładka kołnierzowa z PTFE (lub PVDF) do otworu na śrubę.
Dwie podkładki płaskie PTFE – jedna pod łbem śruby, druga pod nakrętką.
Opcjonalnie uszczelka z tworzywa sztucznego lub gumy pomiędzy powierzchniami współpracującymi kołnierza wspornika i zbiornika.
Po prawidłowym montażu nie występuje kontakt metal-metal pomiędzy wspornikiem a zbiornikiem, ani pomiędzy śrubą a wspornikiem. Obwód elektryczny jest uszkodzony i prąd galwaniczny nie może płynąć.
Dlaczego PTFE jest preferowany w podkładkach?
Podkładki PTFE są idealne, ponieważ są również odporne na agresywną chemię kąpieli. W przeciwieństwie do nylonu lub zwykłego plastiku, PTFE nie pęcznieje, nie mięknie ani nie ulega degradacji pod wpływem gorących kwasów, zasad lub roztworów galwanicznych. Pozostaje stabilny wymiarowo, zachowując izolację elektryczną przez lata użytkowania. PTFE ma również doskonałe właściwości zapobiegające przywieraniu, co zapobiega przedostawaniu się produktów korozji do szczeliny izolacyjnej.
Rozwiązanie trwałe: dopasowanie materiału wspornika do zbiornika
W przypadku nowych instalacji lub modernizacji wielokrotnie psującego się wspornika, trwałym rozwiązaniem jest zmiana materiału wspornika, aby dopasować go do materiału zbiornika. Nie ma wówczas potencjału galwanicznego, ponieważ identyczne metale nie mają napięcia sterującego.
Jeśli zbiornik jest wykonany ze stali nierdzewnej 316L→ Należy określić wspornik wykonany również ze stali nierdzewnej 316L. Nadal zaleca się stosowanie uszczelki izolacyjnej (np. arkusza EPDM lub PTFE) umieszczonej pomiędzy powierzchniami kołnierzy, aby zapobiec korozji szczelinowej spowodowanej przez stojący elektrolit uwięziony pomiędzy identycznymi powierzchniami metalowymi.
Jeśli zbiornik jest wykonany z polipropylenu lub tworzywa PVDF→ Zamek wykonany z tego samego tworzywa sztucznego (PP lub PVDF) eliminuje problemy związane z kompatybilnością galwaniczną i chemiczną. Czasami stosuje się plastikowe wsporniki z metalowym wzmocnieniem wewnątrz, ale zwilżana część zewnętrzna musi być wykonana z tego samego plastiku co zbiornik.
Jeśli zbiornik jest ze stali węglowej wyłożonej gumą→ Wspornik również powinien być wykonany ze stali węglowej z identyczną powłoką gumową. Alternatywnie, wspornik w pełni plastikowy pozwala uniknąć kontaktu z metalem.
Dopasowanie materiału wspornika do materiału zbiornika gwarantuje, że nawet w przypadku awarii izolacji elektrycznej nie wystąpi korozja galwaniczna, ponieważ oba metale mają ten sam potencjał korozyjny.
Bolt też ma znaczenie
Śruby, nakrętki i podkładki użyte do mocowania wspornika również muszą być kompatybilne. Nawet w przypadku podkładek izolacyjnych sam element mocujący powinien być wykonany z materiału identycznego z wspornikiem lub chemicznie obojętnego pod wanną. Typowe wybory obejmują:
Śruby ze stali nierdzewnej pokrytej PTFE– Powłoka zapewnia zarówno izolację, jak i odporność chemiczną.
Śruby z PVDF lub nylonu– Całkowicie niemetalowe, należy jednak przestrzegać ograniczeń momentu obrotowego (śrub z tworzywa sztucznego nie można dokręcić tak mocno, jak śrub metalowych).
Śruby hastelloyowe lub tytanowe– W przypadku stosowania z pasującymi metalowymi zamkami te szlachetne stopy są odporne na korozję, ale muszą być izolowane od innych metali.
Harmonogram kontroli i zapobiegania
Prosty harmonogram konserwacji zapobiegawczej może wykryć korozję bimetaliczną, zanim doprowadzi ona do awarii wspornika:
Comiesięczna kontrola wizualna– Poszukaj plam rdzy, wżerów lub białych osadów wokół śrub mocujących wspornik.
Kwartalna kontrola momentu obrotowego– Poluzowane śruby mogą wskazywać, że korozja zmniejszyła grubość wspornika lub materiału zbiornika. Nie dokręcaj zbyt mocno; po prostu sprawdź luz.
Coroczny demontaż– Zdemontować wspornik, sprawdzić otwory na śruby i powierzchnie współpracujące. Wymień skorodowany sprzęt. Zamontuj ponownie, używając nowych podkładek izolacyjnych z PTFE, jeśli oryginalne wykazują zużycie.
Jeżeli którykolwiek otwór na śrubę we wsporniku lub zbiorniku wykazuje znaczne wydłużenie lub wżery, należy natychmiast wymienić daną część.
Wniosek: izolacja jest lekarstwem na chorobę elektrochemiczną
Zapobieganie korozji bimetalicznej wsporników grzejników polega po prostu na przerwaniu połączenia elektrycznego pomiędzy różnymi metalami. Zestaw podkładek płaskich i podkładek kołnierzowych z PTFE kosztuje niewiele, ale oszczędza sprzęt i zapobiega niebezpiecznym wypadkom w zbiorniku. Aby temu zaradzić na stałe, dopasowanie materiału wspornika do materiału zbiornika całkowicie eliminuje siłę napędową. Korozja jest chorobą elektrochemiczną, a izolacja jest lekarstwem. Kiedy osłona grzejnika z PTFE doskonale wytrzymuje kąpiel, nie ma usprawiedliwienia, aby tani stalowy wspornik uległ uszkodzeniu w wyniku ataku galwanicznego. Określ i konserwuj cały zespół mechaniczny z taką samą starannością, jak sam grzejnik.
