TH

การกัดกร่อนแบบกัลวานิก: การต่อโลหะต่างชนิด

การกัดกร่อนแบบกัลวานิก หรือการกัดกร่อนจากการสัมผัสของโลหะต่างชนิด อาจทำให้โลหะชนิดหนึ่งเสียหายเร็วขึ้น เมื่อโลหะนั้นเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับอีกชนิดหนึ่งและทั้งสองเปียกด้วยอิเล็กโทรไลต์ร่วมกัน ดังนั้นการเลือกตัวยึดจึงดูเพียงชื่อโลหะไม่ได้ ต้องทราบสภาพความชื้น สารเคลือบ และพื้นที่ผิวที่เปิดสัมผัสด้วย การป้องกันทำได้ด้วยการเลือกวัสดุที่เข้ากันได้ ตัดวงจรไฟฟ้า หรือหลีกเลี่ยงการเปียกเป็นเวลานาน

คู่กัลวานิกเกิดขึ้นเมื่อใด

ต้องมีเงื่อนไขพร้อมกันคือ โลหะมีศักย์การกัดกร่อนต่างกันในสภาพแวดล้อมนั้น มีทางนำไฟฟ้าเชื่อมระหว่างกัน และมีอิเล็กโทรไลต์เชื่อมผิวของทั้งสอง ฟิล์มน้ำบาง ๆ ที่มีเกลือละลายอยู่ก็เป็นอิเล็กโทรไลต์ได้ ไม่จำเป็นต้องจุ่มข้อต่อทั้งหมดลงในน้ำ แม้อยู่ในอาคารก็ต้องคำนึงถึงการควบแน่นและการทำความสะอาดแบบเปียก

โลหะในคู่ที่มีศักย์ต่ำกว่าในสภาพแวดล้อมนั้นจะเป็นแอโนดและถูกกัดกร่อนเป็นหลัก ส่วนอีกชนิดทำหน้าที่เป็นแคโทด บทบาทนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและสภาพผิว อนุกรมกัลวานิกสำหรับน้ำทะเลจึงไม่ใช่ตารางความเข้ากันได้ที่ใช้ได้ทุกกรณี และความต่างของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานไม่ได้บอกอัตราการกัดกร่อนของข้อต่อจริง

รูปแบบข้อต่อเปลี่ยนความเสี่ยงอย่างไร

สิ่งสำคัญคือพื้นที่ผิวที่เปิดสัมผัสและเปียกด้วยอิเล็กโทรไลต์ ไม่ใช่มวลของชิ้นส่วนหรือเฉพาะพื้นที่ที่ชิ้นส่วนแตะกัน แอโนดขนาดเล็กที่ต่อกับแคโทดขนาดใหญ่เป็นสภาพที่เสียเปรียบมาก เพราะการกัดกร่อนจะกระจุกอยู่บนผิวเล็ก ๆ ตารางนี้แสดงหลักการประเมิน ไม่ใช่การอนุมัติคู่โลหะให้ใช้กับโครงสร้างทุกประเภท

สถานการณ์ ปัจจัยกำหนดความเสี่ยง แนวทางปฏิบัติ
ข้อต่อโลหะต่างชนิดที่แห้ง เมื่อไม่มีอิเล็กโทรไลต์ร่วมกัน กลไกนี้จะไม่ทำงาน ตรวจโอกาสเกิดการควบแน่นและน้ำเข้า
ตัวยึดอะลูมิเนียมในชิ้นส่วนเหล็กกล้าไร้สนิมขนาดใหญ่เมื่อเปียก แอโนดอะลูมิเนียมขนาดเล็กต่อกับแคโทดขนาดใหญ่ ทบทวนวัสดุตัวยึดและวิธีป้องกันข้อต่อ
ตัวยึดเหล็กกล้าไร้สนิมในชิ้นส่วนอะลูมิเนียมขนาดใหญ่ อัตราส่วนพื้นที่ดีกว่า แต่เกลือและน้ำขังยังสร้างความเสี่ยง ตรวจสภาพแวดล้อม ฉนวน และการระบายน้ำ
ทาสีเฉพาะโลหะที่มีศักย์ต่ำกว่า รอยขีดข่วนเผยแอโนดเล็ก ๆ ข้างแคโทดขนาดใหญ่ เลือกระบบป้องกันที่คำนึงถึงโลหะทั้งสองฝั่ง

วิธีป้องกันข้อต่อทางกล

  1. ระบุโลหะผสม สารเคลือบ และสภาพใช้งาน ได้แก่ ฝน การควบแน่น การปนเปื้อนเกลือ และการแช่ในของเหลว ตรวจคู่โลหะกับเอกสารของผู้ผลิตระบบ
  2. จัดให้มีทางระบายน้ำและโอกาสแห้ง ซอกแคบและคราบสกปรกอาจกักอิเล็กโทรไลต์ไว้ การซีลต้องเหมาะกับโครงสร้างและสภาพใช้งาน
  3. หากแยกทางไฟฟ้า ให้ตรวจทางสัมผัสทั้งหมด ทั้งแผ่นรองระหว่างชิ้นส่วน ปลอกหุ้มสลักเกลียว แหวนรอง และเกลียว แหวนรองพลาสติกเพียงชิ้นเดียวไม่รับประกันว่าจะตัดวงจรได้ ฉนวนต้องทนต่อแรงและสภาพแวดล้อม
  4. เมื่อใช้สารเคลือบกั้นสภาพแวดล้อม ให้ป้องกันผิวแคโทดหรือทั้งสองฝั่ง ไม่ใช่เฉพาะแอโนด ตรวจความเสียหายระหว่างประกอบและสภาพสารเคลือบระหว่างบำรุงรักษา

เมื่อใดต้องประเมินเป็นกรณีเฉพาะ

การไม่เกิดคู่กัลวานิกไม่ได้ตัดโอกาสเกิดการกัดกร่อนชนิดอื่น ข้อต่อรับแรง ระบบท่อ และข้อต่อที่เปียกตลอดเวลาต้องมีรายละเอียดการออกแบบให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมจริง ตารางนี้ใช้กำหนดอายุใช้งานหรือแรงที่ยอมให้รับไม่ได้

ไม่ควรนำการแยกชิ้นส่วนทางกลด้วยฉนวนไฟฟ้าไปใช้โดยอัตโนมัติกับหน้าสัมผัสนำกระแส การต่อลงดิน และการต่อฝากให้มีศักย์เท่ากัน เพราะจุดเหล่านี้อาจจำเป็นต้องคงความต่อเนื่องทางไฟฟ้าไว้ ควรใช้ตัวต่อที่เข้ากันได้และวิธีป้องกันตามที่แบบกำหนดสำหรับจุดเหล่านั้น

บทความที่เกี่ยวข้อง