Une usine chimique a retiré un thermoplongeur en PTFE d’une cuve de décapage à l’acide sulfurique après quatorze mois de service. La surface de la gaine faisant face au procédé était en bon état. La zone derrière les supports de montage-les régions où les supports entrent en contact avec le radiateur-présentaient des taches sombres et des piqûres. Le métal sous le PTFE s'était corrodé et, à deux endroits, la corrosion avait pénétré suffisamment profondément pour créer une fuite en forme de trou d'épingle.
La corrosion caverneuse se produit dans les espaces étroits entre les supports de montage et la surface du radiateur. L'espace est trop petit pour la circulation du fluide mais suffisamment grand pour que le fluide de procédé puisse y pénétrer. Le fluide dans l’espace stagne et la chimie à l’intérieur de la crevasse change de manière à accélérer la corrosion.
Pourquoi des crevasses se forment derrière les supports de montage
Les supports de montage sont fixés au radiateur par soudage, boulonnage ou serrage. Chaque méthode de fixation crée une crevasse entre le support et la surface du radiateur. La crevasse ne mesure peut-être que quelques millièmes de pouce de large, mais elle est suffisamment grande pour que le liquide puisse pénétrer par capillarité.
La crevasse est protégée du flux de masse. Le liquide à l’intérieur ne peut pas circuler. L'oxygène et d'autres espèces dissoutes sont consommés par les réactions de corrosion mais ne peuvent pas être reconstitués. La chimie du liquide de crevasse change.
| Méthode de pièce jointe | Largeur de fente | Échange de fluide | Risque de corrosion | Meilleure pratique |
|---|---|---|---|---|
| Support soudé | 0–0,05 mm | Aucun | Élevé en cas de défauts de soudure | Soudure à pénétration totale |
| Support boulonné | 0,05 à 0,2 mm | Très faible | Très élevé | Joint avec joint |
| Support serré | 0,1 à 0,5 mm | Faible | Haut | Utiliser un tampon PTFE solide |
| Support fendu | 0,5 à 1,0 mm | Modéré | Modéré | Rincer à l'eau |
Méthodes de fixation des supports et leurs risques de corrosion caverneuse
La chimie de la corrosion caverneuse
Dans une crevasse, l’oxygène dissous dans le fluide est consommé par la réaction de corrosion initiale. L'oxygène ne peut pas être reconstitué car la crevasse est protégée du flux massif. La concentration d’oxygène à l’intérieur de la crevasse diminue, tandis que la concentration à l’extérieur reste élevée. La différence crée une cellule de concentration d’oxygène.
Le métal à l'intérieur de la crevasse devient anodique-il se corrode. Le métal à l'extérieur de la crevasse devient cathodique-il est protégé. Le taux de corrosion à l’intérieur de la crevasse s’accélère.
Les ions métalliques produits par la réaction de corrosion attirent les ions chlorure du fluide en vrac. La concentration de chlorure à l’intérieur de la crevasse augmente, atteignant parfois plusieurs fois la concentration globale. La concentration élevée en chlorure accélère encore la corrosion.
Le pH à l’intérieur de la crevasse chute à mesure que les ions métalliques s’hydrolysent. L’environnement acide accélère encore plus la corrosion. Le résultat est une fosse qui s’approfondit rapidement et qui peut pénétrer dans la gaine chauffante.
Pourquoi les radiateurs à revêtement en PTFE-sont toujours vulnérables
Le revêtement PTFE d'un appareil de chauffage est destiné à protéger le métal sous-jacent du fluide de traitement. Mais le revêtement ne s'étend pas dans la crevasse entre le support et le radiateur. Si le revêtement est endommagé lors de l'installation du support ou si la crevasse n'est pas complètement scellée, le fluide de traitement peut entrer en contact avec le métal nu.
Même si le revêtement est intact, une fissure peut se former entre le revêtement et le support. Le revêtement peut être légèrement perméable et le fluide qui pénètre dans le revêtement crée une crevasse entre le revêtement et le métal.
Prévenir la corrosion caverneuse
La prévention la plus efficace consiste à éliminer la crevasse. Un support soudé au radiateur avec une soudure à pénétration totale-n'a aucune crevasse. La soudure scelle le joint et empêche le liquide de pénétrer.
Si le soudage n'est pas pratique, un joint ou un produit d'étanchéité peut remplir la crevasse. Un joint en PTFE ou un mastic fluoropolymère empêche le liquide de pénétrer dans l'espace entre le support et le radiateur.
Un coussinet en PTFE solide entre le support et le radiateur élimine entièrement la crevasse. Le tampon est compressible et comble le vide, et le PTFE est chimiquement inerte.
| Mesure de prévention | Effet sur la corrosion caverneuse | Mise en œuvre | Coût |
|---|---|---|---|
| Soudure à pénétration totale- | Élimine les crevasses | Fabrication | Modéré |
| Joint PTFE | Scelle les crevasses | Assemblée | Faible |
| Scellant fluoropolymère | Scelle les crevasses | Assemblée | Faible |
| Coussinet en PTFE solide | Élimine les crevasses | Conception du support | Modéré |
Mesures de prévention contre la corrosion caverneuse derrière les supports de montage
Quand la corrosion caverneuse indique un problème de conception
Un appareil de chauffage qui développe une corrosion caverneuse malgré une conception appropriée du support indique que le revêtement ou le matériau du support n'est pas adapté à l'application. Une configuration personnalisée de thermoplongeur en PTFE avec des supports soudés, des joints en PTFE ou des coussinets en PTFE solides s'attaque à la cause profonde de la corrosion caverneuse. Le processus de spécification nécessite la chimie du bain, la température de fonctionnement, la conception du support et la puissance requise. Pour les installations utilisant des produits chimiques agressifs, cette approche spécifique à l'application- réduit la corrosion caverneuse et prolonge la durée de vie du réchauffeur.
