Et kjemisk anlegg trakk en PTFE-dyppevarmer fra en svovelsyrebeisetank etter fjorten måneders bruk. Mantelflaten mot prosessen var i god stand. Området bak monteringsbrakettene-områdene der brakettene kommer i kontakt med varmeren- viste mørke flekker og groper. Metallet under PTFE hadde korrodert, og to steder hadde korrosjonen trengt dypt nok inn til å skape en lekkasje.
Spaltekorrosjon oppstår i de smale spaltene mellom monteringsbrakettene og varmeoverflaten. Spalten er for liten for væskesirkulasjon, men stor nok til at prosessvæske kan komme inn. Væsken i gapet blir stillestående, og kjemien i sprekken endres på måter som akselererer korrosjon.
Hvorfor det dannes sprekker bak monteringsbraketter
Monteringsbraketter festes til varmeren ved sveising, bolting eller fastspenning. Hver festemetode skaper en sprekk mellom braketten og varmeoverflaten. Spalten er kanskje bare noen få tusendeler av en tomme bred, men den er stor nok til at væske kan trenge gjennom kapillærvirkningen.
Spalten er skjermet fra bulkstrømmen. Væsken inne kan ikke sirkulere. Oksygen og andre oppløste arter forbrukes av korrosjonsreaksjoner, men kan ikke etterfylles. Kjemien til spaltevæsken endres.
| Vedleggsmetode | Spaltebredde | Væskeutveksling | Korrosjonsrisiko | Beste praksis |
|---|---|---|---|---|
| Sveiset brakett | 0–0,05 mm | Ingen | Høy på sveisefeil | Full penetrasjonssveis |
| Boltet brakett | 0,05–0,2 mm | Veldig lavt | Veldig høy | Tetning med pakning |
| Innspent brakett | 0,1–0,5 mm | Lav | Høy | Bruk solid PTFE-pute |
| Spaltet brakett | 0,5–1,0 mm | Moderat | Moderat | Skyll med vann |
Metoder for feste av brakett og deres risiko for sprekkkorrosjon
Kjemien til sprekkkorrosjon
I en sprekk forbrukes oksygenet som er oppløst i væsken av den første korrosjonsreaksjonen. Oksygenet kan ikke etterfylles fordi sprekken er skjermet fra bulkstrømmen. Oksygenkonsentrasjonen inne i sprekken synker, mens konsentrasjonen utenfor forblir høy. Forskjellen skaper en oksygenkonsentrasjonscelle.
Metallet inne i sprekken blir anodisk-det korroderer. Metallet utenfor sprekken blir katodisk-det er beskyttet. Korrosjonshastigheten inne i sprekken øker.
Metallionene produsert av korrosjonsreaksjonen tiltrekker seg kloridioner fra bulkvæsken. Kloridkonsentrasjonen inne i sprekken øker, noen ganger når den flere ganger bulkkonsentrasjonen. Den høye kloridkonsentrasjonen akselererer korrosjonen ytterligere.
pH inne i sprekken synker når metallionene hydrolyseres. Det sure miljøet akselererer korrosjonen enda mer. Resultatet er en raskt dypere grop som kan trenge inn i varmekappen.
Hvorfor PTFE-belagte varmeovner fortsatt er sårbare
PTFE-belegget på en varmeovn er ment å beskytte det underliggende metallet fra prosessvæsken. Men belegget strekker seg ikke inn i sprekken mellom braketten og varmeren. Hvis belegget blir skadet under montering av brakett, eller hvis sprekken ikke er helt forseglet, kan prosessvæsken komme i kontakt med det bare metallet.
Selv om belegget er intakt, kan det dannes sprekker mellom belegget og braketten. Belegget kan være svakt permeabelt, og væsken som trenger inn i belegget skaper en sprekk mellom belegget og metallet.
Forhindrer sprekkkorrosjon
Den mest effektive forebyggingen er å eliminere sprekken. En brakett som er sveiset til varmeren med en hel-penetrasjonssveis har ingen sprekk. Sveisen tetter skjøten og hindrer væske i å komme inn.
Hvis sveising ikke er praktisk, kan en pakning eller tetningsmasse fylle sprekken. En PTFE-pakning eller en fluorpolymerforsegling hindrer væske i å komme inn i gapet mellom braketten og varmeren.
En solid PTFE-pute mellom braketten og varmeren eliminerer sprekken helt. Puten er komprimerbar og fyller gapet, og PTFE er kjemisk inert.
| Forebyggende tiltak | Effekt på sprekkkorrosjon | Implementering | Koste |
|---|---|---|---|
| Full-penetrasjonssveis | Eliminerer sprekker | Fabrikasjon | Moderat |
| PTFE pakning | Tetter sprekken | Forsamling | Lav |
| Fluoropolymer fugemasse | Tetter sprekken | Forsamling | Lav |
| Solid PTFE-pute | Eliminerer sprekker | Brakett design | Moderat |
Forebyggende tiltak for sprekkkorrosjon bak monteringsbraketter
Når sprekkkorrosjon indikerer et designproblem
En varmeovn som utvikler sprekkkorrosjon til tross for riktig brakettdesign indikerer at belegget eller brakettmaterialet ikke er egnet for bruken. En tilpasset PTFE el-patronkonfigurasjon med sveisede braketter, PTFE-pakninger eller solide PTFE-puter løser grunnårsaken til sprekkkorrosjon. Spesifikasjonsprosessen krever badets kjemi, driftstemperatur, brakettdesign og nødvendig effekt. For anlegg med aggressiv kjemi reduserer denne applikasjonsspesifikke-tilnærmingen sprekkkorrosjon og forlenger levetiden til varmeapparatet.
