Een roestvrijstalen PTFE-verwarmingsbeugel die met bouten aan een stalen tank in een geleidend zuurbad is bevestigd, creëert een kleine batterij. In de loop van de weken zal die beugel putten, roesten en uiteindelijk kapot gaan, waardoor de verwarming mogelijk in de tank valt. Dit is klassieke bimetaalcorrosie. Door de eerste tekenen te herkennen en de juiste oplossing toe te passen-elektrische isolatie of materiaalafstemming-voorkomt u dat een ogenschijnlijk kleine beugel een kostbaar tankongeval wordt.
Wat is bimetaalcorrosie en waarom treedt het op?
Wanneer twee ongelijke metalen elektrisch met elkaar worden verbonden en worden blootgesteld aan een geleidende vloeistof (de elektrolyt), vormt zich een galvanische cel. Het minder edele metaal wordt de anode en corrodeert bij voorkeur; het edelere metaal (kathode) blijft beschermd. In een galvaniseertank completeert het geleidende bad-vaak een zure of alkalische oplossing met een hoog ionengehalte- het circuit.
Voor een steunbeugel voor een verwarming zijn de gebruikelijke materiaalparen onder meer:
Roestvrij stalen beugel(meer nobel) vastgeschroefd aan akoolstofstalen tank(minder nobel) → de stalen tank corrodeert snel rond de boutgaten.
Koperen of messing beugel(nobeler) gehecht aan aroestvrijstalen tank(minder edel) → het roestvast staal kan last hebben van putcorrosie of spleetcorrosie.
Roestvrij stalen beugelvastgeschroefd aan eentitanium tank(zeer nobel) → het roestvrij staal wordt de anode en corrodeert in plaats daarvan.
De exacte richting van corrosie hangt af van de galvanische reeks voor het specifieke elektrolyt. In de meeste zuurplateerbaden is het minder edele metaal (anode) het materiaal dat materiaal zal verliezen. De veelbetekenende signalen worden hieronder beschreven.
HerkennenSteunbeugel voor bimetaalcorrosieverwarmer PTFEMislukking
Bij veldinspectie van PTFE-verwarmingsinstallaties moet de steunbeugel en de bevestigingspunten ervan nauwkeurig worden bekeken. Belangrijke indicatoren voor actieve galvanische aanval zijn onder meer:
Zware roest of roodachtige-bruine vlekkengeconcentreerd bij de verbinding, vooral rond de boutkoppen, moeren of het grensvlak tussen de beugelflens en de tankwand.
Pitting of plaatselijk materiaalverliesop de beugel zelf of op het montageoppervlak van de tank. De putjes verschijnen vaak in een ringpatroon direct onder de boutring of rond het boutgat.
Afbladderen of afschilferenvan het metalen oppervlak nabij het contactgebied. In ernstige gevallen wordt de dikte van de beugel zichtbaar verminderd of wordt het boutgat langer.
Witte of groenachtige corrosieproducten(bijvoorbeeld op roestvrijstalen beugels in chloorrijke zuurbaden), wat wijst op actieve spleetcorrosie onder de boutkop.
De bout zelf is vaak het pad voor de galvanische stroom. Als de bout van een ander metaal is gemaakt dan zowel de beugel als de tank, kan dit de schade versnellen.
Onmiddellijke oplossingen: het elektrisch circuit verbreken
De snelste remedie tegen bestaande bimetaalcorrosie is het elektrisch isoleren van de ongelijksoortige metalen. Dit wordt bereikt met behulp van niet-geleidende plastic hardware die direct metaal-op-metaal contact voorkomt.
Plastic platte ringen en schouderringen
Platte sluitringengemaakt van PTFE, PVDF of polypropyleen worden tussen de boutkop en de beugel en tussen de moer en het tankoppervlak geplaatst. Dit onderbreekt het geleidende pad door het bevestigingsmiddel.
Schouder ringen(ook wel isolatiebussen genoemd) worden in het boutgat van de beugel gestoken. De schouder lijnt de binnenkant van het gat af, waardoor wordt voorkomen dat de boutschacht in contact komt met het beugelmetaal. De flens van de schouderring scheidt de boutkop van het beugeloppervlak.
Een complete isolatiekit omvat doorgaans:
Een PTFE (of PVDF) schouderring voor het boutgat.
Twee platte PTFE-ringen – één onder de boutkop, één onder de moer.
Optioneel een kunststof of rubberen pakking tussen de pasvlakken van de beugelflens en de tank.
Bij correcte installatie bestaat er geen metaal-op-metaal contact tussen de beugel en de tank, noch tussen de bout en de beugel. Het elektrische circuit is verbroken en er kan geen galvanische stroom stromen.
Waarom PTFE de voorkeur heeft voor sluitringen
PTFE-ringen zijn ideaal omdat ze ook bestand zijn tegen de agressieve badchemie. In tegenstelling tot nylon of generiek plastic zwelt, verzacht of degradeert PTFE niet in hete zuren, logen of galvaniseringsoplossingen. Het blijft dimensioneel stabiel en behoudt de elektrische isolatie gedurende jarenlang gebruik. PTFE heeft ook uitstekende antikleefeigenschappen, waardoor wordt voorkomen dat corrosieproducten de isolatiespleet overbruggen.
Permanente oplossing: passend beugelmateriaal voor de tank
Voor nieuwe installaties of bij het achteraf monteren van een herhaaldelijk falende beugel, is een permanente oplossing het vervangen van het beugelmateriaal zodat het past bij het tankmateriaal. Er bestaat dan geen galvanisch potentieel omdat identieke metalen geen stuurspanning hebben.
Als de tank 316L roestvrij staal is→ Geef een beugel op die ook van 316L roestvrij staal is gemaakt. Een isolerende pakking (bijv. EPDM- of PTFE-plaat) die tussen de flensvlakken wordt geplaatst, wordt nog steeds aanbevolen om spleetcorrosie te voorkomen als gevolg van stilstaande elektrolyt die opgesloten zit tussen identieke metalen oppervlakken.
Als de tank van polypropyleen of PVDF-kunststof is→ Een beugel gemaakt van hetzelfde plastic materiaal (PP of PVDF) elimineert zowel galvanische als chemische compatibiliteitsproblemen. Soms worden plastic beugels met metalen versteviging aan de binnenkant gebruikt, maar de bevochtigde buitenkant moet van hetzelfde plastic zijn als de tank.
Als de tank van koolstofstaal is, bekleed met rubber→ De beugel moet ook van koolstofstaal zijn met een identieke rubberen coating. Als alternatief vermijdt een volledig plastic beugel blootstelling aan metaal.
Door het materiaal van de beugel af te stemmen op het materiaal van de tank, wordt ervoor gezorgd dat zelfs als de elektrische isolatie mislukt, er geen galvanische corrosie optreedt, omdat de twee metalen hetzelfde corrosiepotentieel hebben.
De bout is ook belangrijk
De bouten, moeren en ringen die worden gebruikt om de beugel te bevestigen, moeten ook compatibel zijn. Zelfs bij isolerende ringen moet de sluiting zelf gemaakt zijn van een materiaal dat identiek is aan de beugel of chemisch inert is onder het bad. Veel voorkomende keuzes zijn onder meer:
PTFE-gecoate roestvrijstalen bouten– De coating zorgt voor zowel isolatie als chemische bestendigheid.
PVDF- of nylonbouten– Volledig niet-metaalachtig, maar de koppellimieten moeten in acht worden genomen (kunststof bouten kunnen niet zo strak worden vastgedraaid als metalen bouten).
Hastelloy- of titaniumbouten– Bij gebruik met bijpassende metalen beugels zijn deze edele legeringen bestand tegen corrosie, maar moeten ze worden geïsoleerd van ongelijksoortige metalen.
Inspectie- en preventieschema
Een eenvoudig preventief onderhoudsschema kan bimetaalcorrosie opvangen voordat dit tot beugelstoringen leidt:
Maandelijkse visuele controle– Zoek naar roestvlekken, putjes of witte aanslag rond de bevestigingsbouten van de beugel.
Driemaandelijkse koppelcontrole– Losse bouten kunnen erop duiden dat corrosie de dikte van het beugel- of tankmateriaal heeft verminderd. Draai het niet te vast; controleer gewoon op losheid.
Jaarlijkse demontage– Verwijder de beugel, inspecteer de boutgaten en pasvlakken. Vervang eventuele gecorrodeerde hardware. Installeer opnieuw met nieuwe PTFE-isolerende ringen als de originele slijtage vertonen.
Als een boutgat in de beugel of tank aanzienlijke rek of putjes vertoont, moet het betreffende onderdeel onmiddellijk worden vervangen.
Conclusie: Isolatie is de remedie tegen een elektrochemische ziekte
Het voorkomen van bimetaalcorrosie van verwarmingssteunen is eenvoudigweg een kwestie van het verbreken van de elektrische verbinding tussen verschillende metalen. Een set platte PTFE-ringen en schouderringen kost weinig, maar bespaart hardware en voorkomt een gevaarlijk ongeluk in de tank. Voor een blijvende oplossing wordt de drijvende kracht volledig weggenomen door het beugelmateriaal aan te passen aan het tankmateriaal. Corrosie is een elektrochemische ziekte en isolatie is de remedie. Wanneer een PTFE-verwarmingsmantel perfect bestand is tegen het bad, is er geen excuus om een goedkope stalen beugel te laten bezwijken door galvanische aantasting. Specificeer en onderhoud de volledige mechanische montage met evenveel zorg als de verwarmer zelf.
