Els escalfadors d'immersió de titani es van adoptar per primera vegada en aplicacions de calefacció industrial a causa de la seva excel·lent resistència als ions de clorur, a l'aigua de mar i als mitjans oxidants suaus. L'origen del material està estretament relacionat amb el desenvolupament de processaments químics i aeroespacials, on l'alta relació de resistència-/-pes i l'estabilitat a la corrosió es van convertir en requisits crítics. A la indústria d'equips de calefacció, el titani va trobar ràpidament aplicació en sistemes d'aigua de mar, bucles d'esterilització farmacèutica, plantes dessalinitzadores i processos que involucren aigua salobre o que contenia clor-. Tanmateix, malgrat la seva forta resistència general a la corrosió, els escalfadors de titani encara poden fallar per corrosió galvànica quan es connecten elèctricament a metalls menys nobles.
El mecanisme darrere de la corrosió galvànica s'origina a partir de diferències de potencial electroquímic. Quan el titani entra en contacte amb ferro, acer al carboni o certs aliatges menys nobles en un líquid conductor, es pot formar una cèl·lula galvànica. Si la superfície de titani actua com a càtode, l'altre metall es corroeix de manera sacrificial. Si el titani s'acobla elèctricament en una configuració desfavorable, o si la contaminació conductora crea ànodes locals a la superfície del titani, es poden desenvolupar picades localitzades. A la pràctica, les fonts més habituals són partícules de ferro, restes de canonades gastades, estructures de suport d'acer i accessoris metàl·lics diferents que es connecten elèctricament a través del fluid del procés.
En aplicacions industrials, aquest problema apareix sovint en sistemes de canonades multi-metall i en tancs de lots temporals. Els equips de manteniment només poden substituir l'escalfador per titani sense modificar les canonades, els suports i les vàlvules d'acer al carboni. Amb el temps, les partícules de ferro del desgast aigües amunt s'instal·len a la funda de titani, creant punts de contacte conductors. La superfície de l'escalfador pot mantenir-se brillant i amb un aspecte net-, mentre que sota els dipòsits de partícules es desenvolupen picades amagades. Això fa que la corrosió galvànica sigui difícil de detectar durant les inspeccions rutinàries.
Per reduir aquest risc, els enginyers haurien de considerar tant la selecció de materials com el disseny del sistema. Les juntes no-conductores i els suports de plàstic poden evitar l'acoblament elèctric directe entre els components de titani i d'acer. La filtració magnètica pot eliminar les partícules de ferro del fluid circulant. La inspecció regular de la superfície s'ha de centrar en les zones on tendeixen a acumular-se dipòsits. Quan el titani s'utilitza en sistemes d'acer al carboni existents, el seguiment de la diferència de potencial i la continuïtat elèctrica pot ajudar a identificar l'activitat galvànica oculta abans que es produeixi una fallada de l'escalfador.
| Tipus Hter | Risc de corrosió galvànica | Mecanisme de degradació del nucli | Funció de diagnòstic en fase inicial{0} | Mesura clau d'enginyeria de mitigació |
|---|---|---|---|---|
| Titani | Mitjana-Alta | Les partícules metàl·liques conductores o els contactes metàl·lics diferents formen cèl·lules galvàniques, que provoquen picades de titani localitzades | Superfície brillant amb micro-foses disperses després de l'eliminació de residus | Aïllament no-conductor + filtració magnètica + inspecció de superfícies |
| Acer inoxidable 316L | Alt | El titani pot accelerar la corrosió de l'acer inoxidable menys noble mitjançant l'acoblament galvànic | Taca d'òxid i cúmuls de fosses localitzats a prop dels punts de contacte | Eviteu la connexió elèctrica directa de-acer de titani |
| Quars fos | Neglijable | La superfície no-conductora no pot suportar la transferència d'electrons galvànics | No hi ha danys a la superfície{0}}de corrosió | Neteja rutinària del dipòsit i equilibri de cabal |
| PFA-Jaqueta | Neglijable | El polímer aïllant impedeix l'acoblament elèctric directe de metall-a-metall | No hi ha atac galvànic als elements de calefacció interns | Neteja de superfícies estàndard i proves d'aïllament |
Per concloure, els escalfadors de titani ofereixen una excel·lent resistència a la corrosió, però el seu rendiment es pot veure compromès per efectes galvànics en sistemes multi-metall. La clau no només és seleccionar el material adequat, sinó també controlar la continuïtat elèctrica, la contaminació conductora i la configuració del sistema.
