Um suporte de aquecedor de PTFE de aço inoxidável aparafusado a um tanque de aço em banho de ácido condutivo cria uma pequena bateria. Ao longo de semanas, esse suporte irá furar, enferrujar e, eventualmente, falhar, potencialmente deixando cair o aquecedor no tanque. Esta é a corrosão bimetálica clássica. Reconhecer os primeiros sinais e aplicar a solução correta-isolamento elétrico ou combinação de materiais- evita que um acidente aparentemente menor se torne um acidente caro no tanque.
O que é corrosão bimetálica e por que ela ocorre?
Quando dois metais diferentes são eletricamente conectados e expostos a um líquido condutor (o eletrólito), forma-se uma célula galvânica. O metal menos nobre torna-se o ânodo e sofre corrosão preferencialmente; o metal mais nobre (cátodo) permanece protegido. Em um tanque de galvanização, o banho condutor-geralmente uma solução ácida ou alcalina com alto conteúdo iônico-completa o circuito.
Para um suporte de aquecedor, os pares de materiais comuns incluem:
Suporte de aço inoxidável(mais nobre) aparafusado a umtanque de aço carbono(menos nobre) → o tanque de aço corrói rapidamente ao redor dos orifícios dos parafusos.
Suporte de cobre ou latão(mais nobre) anexado a umtanque de aço inoxidável(menos nobre) → o aço inoxidável pode sofrer corrosão por pites ou frestas.
Suporte de aço inoxidávelaparafusado a umtanque de titânio(muito nobre) → o aço inoxidável se torna o ânodo e sofre corrosão.
A direção exata da corrosão depende da série galvânica do eletrólito específico. Na maioria dos banhos de revestimento ácido, o metal menos nobre (ânodo) é aquele que perderá material. Os sinais reveladores são descritos abaixo.
ReconhecendoSuporte de suporte de aquecedor de corrosão bimetálico PTFEFalha
A inspeção de campo das instalações do aquecedor de PTFE deve incluir uma observação detalhada do suporte e seus pontos de fixação. Os principais indicadores de ataque galvânico ativo incluem:
Ferrugem intensa ou manchas-marrons avermelhadasconcentrado na junta, especialmente ao redor das cabeças dos parafusos, porcas ou na interface entre o flange do suporte e a parede do tanque.
Pitting ou perda de material localizadano próprio suporte ou na superfície de montagem do tanque. Os buracos geralmente aparecem em um padrão de anel diretamente sob a arruela do parafuso ou ao redor do furo do parafuso.
Descamação ou esfoliaçãoda superfície metálica perto da área de contato. Em casos graves, a espessura do suporte é visivelmente reduzida ou o furo do parafuso fica alongado.
Produtos de corrosão brancos ou esverdeados(por exemplo, em suportes de aço inoxidável em banhos de ácido rico em cloreto) indicando corrosão ativa em fendas abaixo da cabeça do parafuso.
O próprio parafuso costuma ser o caminho para a corrente galvânica. Se o parafuso for feito de um metal diferente do suporte e do tanque, isso pode acelerar o dano.
Remédios Imediatos: Quebrando o Circuito Elétrico
A solução mais rápida para a corrosão bimetálica existente é isolar eletricamente os metais diferentes. Isso é feito usando hardware plástico não condutor que evita o contato direto de metal com metal.
Arruelas planas de plástico e arruelas de ombro
Arruelas planasfeitos de PTFE, PVDF ou polipropileno são colocados entre a cabeça do parafuso e o suporte, e entre a porca e a superfície do tanque. Isto interrompe o caminho condutor através do fixador.
Arruelas de ombro(também chamadas de buchas isolantes) são inseridas no orifício do parafuso do suporte. O ressalto alinha o interior do furo, evitando que a haste do parafuso entre em contato com o metal do suporte. O flange da arruela de ombro separa a cabeça do parafuso da superfície do suporte.
Um kit de isolamento completo normalmente inclui:
Uma arruela de ombro em PTFE (ou PVDF) para o furo do parafuso.
Duas arruelas planas de PTFE – uma sob a cabeça do parafuso e outra sob a porca.
Opcionalmente, uma junta de plástico ou borracha entre as faces correspondentes do flange do suporte e do tanque.
Quando instalado corretamente, não existe contato metal com metal entre o suporte e o tanque, nem entre o parafuso e o suporte. O circuito elétrico está quebrado e a corrente galvânica não pode fluir.
Por que o PTFE é preferido para arruelas
As arruelas de PTFE são ideais porque também resistem à química agressiva do banho. Ao contrário do náilon ou do plástico genérico, o PTFE não incha, amolece ou se degrada em ácidos quentes, álcalis ou soluções de revestimento. Permanece dimensionalmente estável, mantendo o isolamento elétrico ao longo dos anos de serviço. O PTFE também possui excelentes propriedades antiaderentes, o que evita que produtos de corrosão preencham a lacuna de isolamento.
Solução Permanente: Correspondência do Material do Suporte ao Tanque
Para novas instalações ou ao reformar um suporte que falha repetidamente, uma solução permanente é alterar o material do suporte para corresponder ao material do tanque. Então, não existe potencial galvânico porque metais idênticos não possuem tensão de acionamento.
Se o tanque for de aço inoxidável 316L→ Especifique um suporte também em aço inoxidável 316L. Uma junta isolante (por exemplo, folha de EPDM ou PTFE) colocada entre as faces do flange ainda é recomendada para evitar corrosão em frestas causada por eletrólito estagnado preso entre superfícies metálicas idênticas.
Se o tanque for de polipropileno ou plástico PVDF→ Um suporte feito do mesmo material plástico (PP ou PVDF) elimina preocupações de compatibilidade galvânica e química. Às vezes são usados suportes de plástico com reforço de metal no interior, mas o exterior molhado deve ser do mesmo plástico do tanque.
Se o tanque for de aço carbono revestido com borracha→ O suporte também deverá ser de aço carbono com revestimento de borracha idêntico. Alternativamente, um suporte totalmente plástico evita qualquer exposição de metal.
A correspondência do material do suporte com o material do tanque garante que, mesmo que o isolamento elétrico falhe, não ocorra corrosão galvânica porque os dois metais têm o mesmo potencial de corrosão.
O parafuso também é importante
Os parafusos, porcas e arruelas usados para fixar o suporte também devem ser compatíveis. Mesmo com arruelas isolantes, o próprio fixador deve ser feito de um material idêntico ao do suporte ou quimicamente inerte sob o banho. As escolhas comuns incluem:
Parafusos de aço inoxidável revestidos com PTFE– O revestimento fornece isolamento e resistência química.
Parafusos de PVDF ou nylon– Totalmente não metálico, mas os limites de torque devem ser observados (os parafusos de plástico não podem ser apertados tanto quanto os de metal).
Parafusos Hastelloy ou titânio– Quando usados com braquetes metálicos correspondentes, essas ligas nobres resistem à corrosão, mas devem ser isoladas de metais diferentes.
Cronograma de Inspeção e Prevenção
Um simples cronograma de manutenção preventiva pode detectar a corrosão bimetálica antes que ela leve à falha do suporte:
Verificação visual mensal– Procure manchas de ferrugem, corrosão ou depósitos brancos ao redor dos parafusos de montagem do suporte.
Verificação trimestral de torque– Parafusos soltos podem indicar que a corrosão reduziu a espessura do suporte ou do material do tanque. Não aperte demais; basta verificar se há folga.
Desmontagem anual– Remova o suporte, inspecione os orifícios dos parafusos e as superfícies de contato. Substitua qualquer hardware corroído. Reinstale com novas arruelas isolantes de PTFE se as originais apresentarem desgaste.
Se algum furo de parafuso no suporte ou tanque apresentar alongamento ou corrosão significativa, a peça afetada deverá ser substituída imediatamente.
Conclusão: o isolamento é a cura para uma doença eletroquímica
Prevenir a corrosão bimetálica dos suportes do aquecedor é uma simples questão de quebrar a conexão elétrica entre diferentes metais. Um conjunto de arruelas planas e arruelas de ombro em PTFE custa pouco, mas economiza o hardware e evita um acidente perigoso no tanque. Para uma solução permanente, combinar o material do suporte com o material do tanque remove totalmente a força motriz. A corrosão é uma doença eletroquímica e o isolamento é a cura. Quando uma bainha de aquecimento de PTFE resiste perfeitamente ao banho, não há desculpa para deixar um suporte de aço barato falhar devido ao ataque galvânico. Especifique e mantenha todo o conjunto mecânico com tanto cuidado quanto o próprio aquecedor.
