การประยุกต์ใช้วิธีการเคลือบโลหะเพื่อลดการกัดกร่อนในฉนวน

ปัญหาการกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI) เป็นหนึ่งในภัยคุกคามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่ออุตสาหกรรมทั่วโลก การใช้เปลือกโลหะด้านนอกช่วยปกป้องและแยกพื้นผิวของวัสดุออกจากสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม กระบวนการทำงานและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยรอบเอื้อต่อการก่อตัวของน้ำและการกัดกร่อนภายใต้ฉนวน ที่

ที่ การเคลือบโลหะ เทคโนโลยีจึงกลายเป็นทางเลือกแรกในการป้องกัน/ลดการกัดกร่อนใต้ชั้นฉนวนพร้อมระบบเคลือบสารป้องกัน วิธีการนี้สร้างการเคลือบขั้นสูงที่ป้องกัน CUI และแสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมผ่านการประหยัดต้นทุนและการหยุดทำงาน

การกัดกร่อนใต้ฉนวนนั้นมาจากไหนกันแน่ และเพราะเหตุใด สเปรย์เคลือบอลูมิเนียมกันความร้อน วิธีการแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมสมัยใหม่? ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมในบทความด้านล่าง

การกัดกร่อนใต้ฉนวน (CUI): ภาพรวมของสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้

การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI) เป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวในอุตสาหกรรมการกลั่น ปิโตรเคมี พลังงาน และอุตสาหกรรมอื่นๆ ทั้งในชายฝั่งและนอกชายฝั่ง นอกจากนี้ยังเป็นรูปแบบการกัดกร่อนที่ท้าทายที่สุดในการตรวจสอบและควบคุม เนื่องจากปัญหาไม่ปรากฏในโครงสร้างฉนวน ซึ่งมักจะตรวจพบเฉพาะเมื่อถอดออกเพื่อตรวจสอบหรือบำรุงรักษาเท่านั้น การพ่นด้วยความร้อนเป็นโซลูชั่นชั้นนำในปัจจุบันเพื่อจัดการกับข้อกังวลนี้ เพื่อให้เข้าใจกระบวนการกัดกร่อนนี้ได้ดีขึ้น ด้านล่างนี้จะนำเสนอแนวคิด กลไก และสาเหตุของ CUI

การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI) คืออะไร?

หากพูดให้เข้าใจง่ายๆ การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI) เกิดจากการสะสมของความชื้นบนพื้นผิวด้านนอกของอุปกรณ์ที่เป็นฉนวน ปัญหานี้ทำให้เกิดการสูญเสียจำนวนมาก เช่น ต้นทุนการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมที่สูง การหยุดการผลิตชั่วคราวซึ่งใช้เวลานาน ปัจจัยหลายประการทำให้เกิด CUI และส่วนใหญ่มีความคล้ายคลึงกับการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ ยกเว้นในสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้น การสะสมของความชื้นและน้ำเข้ามามีส่วนอย่างมากต่อปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนภายใต้ฉนวน CUI

น้ำจากภายนอกเข้าสู่ระบบฉนวนส่วนใหญ่เกิดจากการแตกหรือเสียหายของระบบฉนวน นอกจากนี้ น้ำจากภายในเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิทของฉนวนยังสร้างสภาวะที่ความชื้นสะสมบนพื้นผิวฉนวนได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นหรือต่ำลง

เนื่องจากฉนวนไม่สามารถระเหยได้และทำหน้าที่เป็นตัวพา น้ำในบริเวณหนึ่งจึงเคลื่อนผ่านฉนวนไปยังอีกที่หนึ่ง ทำให้เกิดการกัดกร่อนแพร่กระจายเร็วขึ้น หากไม่ตรวจพบ ผลของการกัดกร่อนของ CUI นี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวและปิดระบบบางส่วน/ทั้งระบบ

2. กลไก CUI และความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับโซลูชันการเคลือบโลหะที่ทันสมัย

การกัดกร่อนแบบหุ้มฉนวนเป็นคำที่หมายถึงกระบวนการกัดกร่อนต่างๆ เช่น:

• การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า: การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า: เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไอออนที่มีประจุระหว่างขั้วบวกและแคโทดผ่านของเหลวในรูพรุนของฉนวน หลักการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีสำหรับส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนปฐมภูมินั้นจำเป็นต้องมีองค์ประกอบสำคัญสี่ประการ ได้แก่ แอโนด (ในกรณีที่เกิดการกัดกร่อนและกระแสไหล) และแคโทด (ในกรณีที่ไม่เกิดการกัดกร่อน) การสึกหรอและการไหลของกระแส) อิเล็กโทรไลต์ (ตัวกลางที่สามารถนำกระแสด้วยกระแสไอออนิก ในกรณีนี้คือชั้นฉนวนที่มีน้ำ) และทางเดินโลหะที่ขั้วบวกและขั้วเชื่อมต่อกันเป็นลบทำให้กระแสไหลย้อนกลับและทำให้วงจรสมบูรณ์
• สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด/ด่าง: : เกิดขึ้นเนื่องจากการรวมกันของความชื้นภายในและสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหรือเป็นกรดในชั้นป้องกันของเส้นใยหรือประเภทเกรน เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 121 องศาเซลเซียส น้ำส่วนใหญ่จะระเหยและควบแน่นที่พื้นผิวของวัสดุฉนวน จากนั้นน้ำจะละลายด่าง/กรดเพื่อสร้างสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
• คลอไรด์: คลอไรด์: เกิดขึ้นบนพื้นผิวสแตนเลสซีรีส์ 300 เมื่อวัสดุฉนวนที่มีคลอไรด์รวมกับน้ำที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ไอออนคลอไรด์เหล่านี้มักเกิดจากการระเหยของน้ำฝนหรือน้ำในระบบบ่มเมื่อเกิดเพลิงไหม้

การพิจารณาสาเหตุของ CUI เพื่อเลือกเทคโนโลยีการเคลือบโลหะที่เหมาะสม

การปรากฏของ CUI อาจเป็นเรื่องที่ท้าทายในการคาดเดา แต่โดยทั่วไปแล้ว ผลของอุปกรณ์ต่อการกัดกร่อนภายใต้ฉนวนจะขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ ดังที่ระบุไว้ด้านล่าง:

แหล่งน้ำ

แหล่งที่มาหลักสองแหล่งที่เกี่ยวข้องกับ CUI คือการบุกรุกจากแหล่งภายนอกและการควบแน่นภายใน น้ำไหลเข้ามาจากแหล่งภายนอก เช่น น้ำฝน กระแสน้ำที่ระบายออก สเปรย์ฉีดน้ำดับเพลิง หรือน้ำที่ไหลจากหอทำความเย็น น้ำภายนอกเข้าสู่ระบบฉนวนผ่านรอยแตกที่ก่อตัวเมื่อเวลาผ่านไป การควบแน่นเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวโลหะต่ำกว่าจุดน้ำค้างของบรรยากาศ และทำให้เกิดของเหลวติดอยู่ระหว่างโลหะกับวัสดุฉนวน

อุณหภูมิ

กระบวนการกัดกร่อนของโลหะจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้การเคลือบโลหะถูกทำลายเร็ว อิทธิพลของอุณหภูมิต่อการกัดกร่อนของโลหะมีความซับซ้อน ประการหนึ่ง การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้กระบวนการปฏิกิริยาเคมีเร็วขึ้น ในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าจะทำให้วัสดุเสื่อมโทรม ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเร่งการระเหยของชั้นสารละลายบนพื้นผิวของวัสดุ ส่งผลให้เวลากักเก็บความชื้นบนพื้นผิวโลหะลดลง ความสามารถในการละลายของออกซิเจนและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่นๆ จะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้อัตราการออกซิเดชั่นและการกัดกร่อนของพื้นผิวโลหะใต้ชั้นฉนวนถูกเร่งขึ้น

โซลูชั่นฉนวน

ความสามารถในการดูดซับความชื้น สารเคมี และฉนวนมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการกัดกร่อนภายใต้ระบบฉนวน เป็นผลให้การเลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสมสำหรับระบบเป็นสิ่งสำคัญในการลดความเสี่ยงของการกัดกร่อนของฉนวน ฉนวนทำให้เกิดช่องว่างหรือรอยแยกวงแหวนเพื่อดักจับน้ำและตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่น ๆ โดยเฉพาะคลอไรด์ ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างที่มีค่า pH ระหว่าง 7 ถึง 11 คลอไรด์ไอออน (CI-) มีแนวโน้มที่จะขัดขวางการสร้างฟิล์ม (อัตราการกัดกร่อนขั้นต่ำ) ของเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมเหล็ก และทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูเข็มในสารละลายกรด หากค่า pH น้อยกว่า 5.5 การกัดกร่อนจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อมีคลอไรด์

สภาพแวดล้อมภายนอก

อัตราการกัดกร่อนยังได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอกด้วย สภาพแวดล้อมทางทะเล สภาพอากาศที่ร้อนหรือชื้น และสภาพอากาศที่เปียกชื้น ล้วนส่งผลให้อัตรา CUI สูงขึ้น

วิธีการเคลือบโลหะเพื่อป้องกันการกัดกร่อนใต้ฉนวน

การเคลือบโลหะป้องกันการกัดกร่อนใต้ฉนวนถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็น “ผู้ช่วย” ในการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อน เช่น ค่าบำรุงรักษาและการหยุดทำงานของเครื่องจักร อลูมิเนียมสเปรย์ความร้อนเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมที่สำคัญๆ มากมาย รวมถึงการบินและอวกาศ ยานยนต์ การผลิตไฟฟ้า ปิโตรเคมี และโครงสร้างนอกชายฝั่ง สำหรับการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน ในบรรดาวิธีการเหล่านี้มีวิธีการพ่นด้วยความร้อนที่เป็นแบบอย่างในการป้องกันการกัดกร่อนภายใต้ชั้นที่ทำให้เสถียร – CUI เช่น:

การเคลือบอลูมิเนียมด้วยสเปรย์ความร้อน – เทคโนโลยีการเคลือบโลหะขั้นสูง

สเปรย์ความร้อนอลูมิเนียม (TSA) สร้างการเคลือบป้องกันวัสดุเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงพร้อมคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม นี้ เคลือบโลหะ ให้การป้องกันการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงถึง 660 องศาเซลเซียส (จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียม) คุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น ความแข็งแรงสูง อายุการใช้งานยาวนาน และความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ ทำให้การเคลือบ TSA เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการก่อสร้างทางทะเลและนอกชายฝั่ง เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง มีความทนทานสูง

ความทนทานสูง สเปรย์ความร้อนอลูมิเนียม การเคลือบผิว น้ำยาป้องกันการกัดกร่อน ให้การป้องกันที่ครอบคลุม ป้องกันการกัดกร่อน และเพิ่มอายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการเคลือบป้องกันแบบทั่วไป ตามรายงาน การเคลือบ TSA ที่มีความหนา 200µm จะให้อายุการใช้งานมากกว่า 30 ปีในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งตั้งอยู่ใต้น้ำโดยตรงของโครงสร้างทางทะเล กลไกการป้องกันการกัดกร่อน: การเคลือบสเปรย์อลูมิเนียมมีโครงสร้างของแผ่นอลูมิเนียม ล้อมรอบด้วยอลูมิเนียมออกไซด์ - ชั้นออกไซด์บาง ๆ ทำหน้าที่เป็นสารเคลือบกั้นที่ทนทานต่อความเสียหายเป็นรูพรุนและการกัดเซาะ

Thermal Spray Zinc – วิธีการเคลือบโลหะที่มีการปกป้องพื้นผิวที่เหมาะสมที่สุด

ด้วยคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่น่าประทับใจ สังกะสีจึงมักถูกเลือกให้เป็นสารเคลือบป้องกันสำหรับสารเคลือบและวัสดุต่างๆ ภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง การเคลือบสังกะสีมีประสิทธิภาพสูง เคลือบโลหะ วิธีป้องกันการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังช่วยให้การเคลือบหนาขึ้น ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ ช่วยให้ทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

กลไกการป้องกันการกัดกร่อน: กลไกการป้องกันการกัดกร่อน: สังกะสีทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดบูชายัญเพื่อปกป้องวัสดุภายใน ในทางกลับกันจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน คุณสมบัติการเสียสละสูงของการเคลือบสังกะสีช่วยป้องกันแคโทดบนพื้นผิวเหล็ก นอกจากนี้ ยังผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่ไม่ละลายน้ำ ป้องกันความพรุนของสารเคลือบที่พ่นด้วยความร้อน จึงจำกัดการกัดกร่อนของสารตั้งต้นโดยป้องกันไม่ให้ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนแทรกซึมเข้าไปในสารเคลือบที่ถูกเปิดเผยด้วยพื้นหลังโลหะ

การพ่นเปลวไฟ – การพ่นอลูมิเนียมด้วยความร้อนด้วยเปลวไฟของก๊าซที่ติดไฟได้

กระบวนการพ่นไฟใช้พลังงานเคมีเนื่องจากอุณหภูมิการเผาไหม้สูงจากอะเซทิลีนกับออกซิเจนทำให้เกิดประกายไฟที่อุณหภูมิสูง วัสดุรวมทั้งผงสเปรย์และเชื้อเพลิงเผาไหม้จะถูกฉีด ละลาย และเร่งไปยังพื้นผิวของวัสดุโดยกระแสก๊าซที่ขยายตัว โดยทั่วไปความเร็วเจ็ทจะต่ำกว่า 100 เมตร/วินาที ทำให้เกิดความเร็วอนุภาคสูงถึง 80 เมตร/วินาที อุณหภูมิของประกายไฟมักจะสูงกว่า 2,500 องศาเซลเซียส นี้ เคลือบโลหะ กระบวนการนี้โดยทั่วไปจะช่วยให้การเคลือบแผ่นมีความหนาแน่น 85 – 90%

เปลวไฟจะถูกปรับระหว่างขั้นตอนการพ่น และโดยปกติแล้ว การเคลือบจะถูกทำครั้งละไม่กี่ตารางเมตรเพื่อควบคุมอุณหภูมิที่ง่ายดาย เมื่อการเคลือบเสร็จสิ้น จะมีการเผาด้วยเปลวไฟ ระบบพ่นเปลวไฟมักจะทำงานด้วยมือ แต่สามารถทำงานกึ่งอัตโนมัติหรืออัตโนมัติเต็มรูปแบบได้หากจำเป็น ต้นทุนของวัสดุและเทคนิคในการพ่นเปลวไฟโดยทั่วไปจะต่ำกว่าการพ่นด้วยอาร์ก แต่ต้นทุนในการดำเนินการมักจะสูงกว่า ปริมาณวัสดุที่พ่น สเปรย์ความร้อนอลูมิเนียม ด้วยกระบวนการพ่นไฟสามารถพ่นได้ยังถูกจำกัดด้วยขนาดของเส้นลวดและวัสดุอีกด้วย

การพ่นอาร์ค – เทคโนโลยีการเคลือบโลหะช่วยคืนสภาพพื้นผิวของวัสดุ

การพ่นอาร์คเกี่ยวข้องกับการสร้างส่วนโค้งที่เบี่ยงเบนทางไฟฟ้าระหว่างปลายของตัวนำหลอมเหลว วัสดุที่หลอมละลายจะถูกทำให้เป็นอะตอมโดยใช้อากาศอัดความเร็วสูงเพื่อเร่งอนุภาคให้เข้าสู่พื้นผิวที่จะเคลือบ ระบบประกอบด้วยปืนสเปรย์ ระบบป้อน และแหล่งจ่ายไฟ การรวมกันของอุณหภูมิส่วนโค้งสูง (6000 K) และความเร็วของอนุภาคมากกว่า 100 m/s ทำให้การเคลือบอาร์คสเปรย์มีความแข็งแรงในการยึดเกาะที่เหนือกว่าและความพรุนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ สเปรย์เคลือบอลูมิเนียมความร้อน ด้วยเปลวไฟที่ได้กล่าวมาข้างต้น

ด้วยคุณประโยชน์อันทรงคุณค่าและจุดเด่น เคลือบโลหะ วิธีการพ่นความร้อนได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมเครื่องกล การป้องกันการกัดกร่อน การเคลือบผิวที่ใช้งานได้ การผลิตเครื่องจักร การตัดเฉือน การตกแต่ง ศิลปะประณีต ฯลฯ นอกเหนือจากการป้องกันการกัดกร่อนแล้ว เทคโนโลยีการเคลือบความร้อนยังช่วยให้ธุรกิจประหยัดวัสดุ ยืดอายุของพื้นผิวโลหะ และลดเวลาปิดเครื่องและต้นทุนการขนส่ง การดำเนินงานและการบำรุงรักษาอีกด้วย

วิธีการพ่นเคลือบด้วยความร้อนของ VIVABLAST มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่น เช่น ช่วยประหยัดวัสดุ ยืดอายุการใช้งานของโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดระยะเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักรและต้นทุนการรับประกัน ซึ่งถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับคุณ

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ บริการป้องกันการกัดกร่อนของ VIVABLAST โดยใช้วิธีการพ่นด้วยความร้อน