Tytanowe rury grzejne mają doskonałe-działania antykorozyjne w środowisku kwaśnym, solankowym i organicznym, dlatego można je powszechnie łączyć z różnymi metalowymi akcesoriami do rurociągów podczas instalacji zbiorników. Wielu konstruktorów bezpośrednio łączy tytanowe kołnierze rurowe z rurami miedzianymi, miedzianymi złączami i miedzianymi elementami drenażowymi, aby zaoszczędzić na kosztach montażu, ignorując ogromną różnicę potencjałów pomiędzy tytanem i miedzią w przewodzących mediach korozyjnych. Gdy dwa różne metale zostaną zanurzone w tym samym roztworze elektrolitu i utworzą obwód przewodzący, nastąpi korozja galwaniczna, która poważnie skraca żywotność słabszego metalowego elementu i powoduje przedwczesną awarię nieszczelności całego zespołu grzewczego.
Podstawową przyczyną korozji galwanicznej jest wyraźna różnica potencjałów między tytanem i miedzią. Tytan pokryty nienaruszoną warstwą pasywną TiO₂ posiada stosunkowo wysoki stabilny potencjał w większości ośrodków wodnych, pełniąc rolę katody po kontakcie z miedzią. Miedź w tych samych warunkach pracy ma znacznie niższy potencjał elektrody i staje się anodą ogniwa galwanicznego. Pod wpływem siły napędowej różnicy potencjałów następuje ciągły transfer elektronów pomiędzy dwoma metalami przez metalowe złącza, przyspieszając reakcję utleniania i rozpuszczania miedzianej osnowy z niesamowitą szybkością. Nawet jeśli złączka miedziana jest gruba, w ciągu kilku miesięcy ciągłej produkcji pojawią się widoczne przerzedzenia i perforacje.
Korozyjne środowisko elektrolitowe zapewnia warunki niezbędne do reakcji galwanicznej. Neutralna słona woda, ciecz fermentacyjna z kwasem organicznym i kwaśny-płyn czyszczący zawierają wolne jony o zdolności przewodzącej, które tworzą zamkniętą pętlę korozji pomiędzy tytanową rurą a miedzianymi złączkami. Statyczne szczeliny cieczy na połączeniach kołnierzowych gromadzą-korozyjne jony o wysokim stężeniu i wzmacniają gęstość prądu galwanicznego, powodując, że miedziana powierzchnia styku jest obszarem najbardziej skorodowanym. Suche, nieprzewodzące środowisko gazowe nie spowoduje tej korozji, ale zanurzone urządzenia grzewcze prawie nie są w stanie uniknąć długotrwałego-kontaktu z płynnymi mediami zawierającymi jony-.
Duży stosunek powierzchni rury tytanowej do złączek miedzianych dodatkowo przyspiesza utratę korozji miedzi. Typowa tytanowa rura grzewcza ma ogromną powierzchnię zewnętrzną zanurzoną w medium zbiornika, podczas gdy dopasowane miedziane złącza zajmują jedynie niewielką powierzchnię styku. Zgodnie z zasadami korozji galwanicznej szybkość korozji metalu anodowego jest proporcjonalna do stosunku powierzchni katody-anody. Duża katoda tytanowa i mała anoda miedziana skupiają wszystkie reakcje korozyjne na ograniczonych powierzchniach miedzianych, powodując szybkie powstawanie głębokich wżerów na ściankach rur miedzianych. Jeśli część miedziana ulegnie przebiciu, cały system grzewczy stanie w obliczu wycieku medium i wymuszonego wyłączenia.
W przypadku awarii miedzianych złączek wtórne ukryte ryzyko przeniesie się na tytanową rurę grzejną. Produkty korozji miedzi, takie jak tlenek miedzi i osady soli miedzi, przyczepią się do powierzchni rury tytanowej. Te zawierające miedź-osady tworzą niezliczone maleńkie lokalne ogniwa galwaniczne z matrycą tytanową, zakłócając jednolitość pasywnej warstwy tytanu i powodując rozproszone mikro-wżery na ściance rury. Chociaż tytan nie koroduje tak szybko jak miedź,-długoterminowe pokrycie osadem miedzi stopniowo osłabia jego pierwotną-odporność na korozję.
Standaryzowane środki izolacyjne pozwalają całkowicie uniknąć korozji galwanicznej tytanu-miedzi. Zamontować izolacyjne uszczelki PTFE i tuleje izolacyjne pomiędzy kołnierzami tytanowymi a rurami miedzianymi, aby odciąć przewodzący obwód metalowy. Wymień wszystkie miedziane akcesoria na metalowe łączniki pokryte tytanem lub PFA, aby uzyskać jednorodne dopasowanie metalu. Jeżeli nie można tymczasowo wymienić rurociągów miedzianych, należy dodać niezależne sekcje izolacyjne, aby oddzielić części miedziane z dala od zanurzonych tytanowych stref grzewczych.
表格
| Tryb dopasowywania zespołu | Konsekwencje korozji galwanicznej | Skuteczne rozwiązanie izolacyjne |
|---|---|---|
| Bezpośredni kontakt metalu tytanowej rurki i miedzianych złączek w elektrolicie | Miedź służy jako anoda i podlega szybkiej penetracji wżerowej | Włóż integralną izolacyjną uszczelkę PTFE, aby przerwać pętlę przewodzącą |
| Tytanowa rurka o dużej-powierzchni dopasowana do małych miedzianych złączy | Wysoki współczynnik powierzchni-anody gwałtownie przyspiesza rozpuszczanie miedzi | Wymień złączki miedziane na jednorodne akcesoria tytanowe |
| Osad korozji miedzi osadzony na powierzchni rury tytanowej | Lokalne ogniwa mikrogalwaniczne uszkadzają pasywną warstwę tytanu | Regularne czyszczenie CIP w celu usunięcia osadów tlenku miedzi |
| Podłączenie suchej fazy gazowej bez zanurzenia w cieczy | Dopuszczalne jest znikome ryzyko korozji galwanicznej w przypadku krótkotrwałego-użytkowania | Nadal należy zachować uszczelki izolacyjne, aby zapobiec przypadkowej infiltracji cieczy |
Krótkie podsumowanie
Duża różnica potencjałów między tytanem i miedzią powoduje powstawanie ogniw galwanicznych w mediach-zawierających jony korozyjne, a miedziane złącza szybko korodują podobnie jak anoda. Ogromna powierzchnia rur tytanowych dodatkowo zwiększa ryzyko rozcieńczenia miedzi i wycieków. Dodanie izolujących elementów izolacyjnych lub zastosowanie-tytanowych akcesoriów to niezawodny sposób na wyeliminowanie zagrożenia korozją metali.
