Misterija anodne korpe
Linija za niklovanje doživljava ubrzanu koroziju titanijumskih anodnih korpi. Korpe, dizajnirane za držanje peleta anoda od nikla, razvijaju rupice u roku od 12 mjeseci od ugradnje-polovine njihovog očekivanog vijeka trajanja. Korozija je najgora na korpama koje su najbliže potopnom grijaču. Korpe na krajnjem kraju rezervoara su relativno nepromenjene.
Istraga isključuje hemijski napad. Hemija u kupatilu je unutar specifikacije. Raspodjela anodne struje je ujednačena. Uzrok je zalutala električna struja-koja curi iz galvaniziranog kola, putuje kroz provodnu kupku, ulazi u uzemljeni metalni izmjenjivač topline i vraća se u ispravljač kroz put uzemljenja. Titanijumske anodne korpe, budući da su na različitom električnom potencijalu, postaju nenamjerne anode u ovom strujnom krugu zalutale i korodiraju.
Električna veza izmenjivača toplote sa zemljom je kritična karika u ovom lancu korozije. Prekinite tu vezu i putanja zalutale struje je prekinuta. PTFE izmjenjivač topline je inherentno ne-provodljiv. Ne može završiti električni krug. On eliminiše putanju zalutale struje svojim osnovnim materijalnim svojstvom.
Mehanizam zalutale struje
U rezervoaru za galvanizaciju, predviđeni strujni put je od pozitivnog terminala ispravljača, kroz anodnu sabirnicu, u anode, kroz elektrolit, na radne komade, kroz katodnu sabirnicu i nazad do negativnog terminala ispravljača. Ova staza nanosi metal na obradak.
Zalutala struja je svaka struja koja odstupa od ove predviđene putanje. Elektrolit je provodljiv i ispunjava cijeli rezervoar, a ne samo prostor između anoda i katoda. Struja može teći bočno kroz elektrolit do bilo kojeg uronjenog provodnog objekta. Uzemljeni metalni izmjenjivač topline pruža atraktivan alternativni put. Struja koja ulazi u izmjenjivač topline teče do zemlje, a zatim traži put natrag do ispravljača. Taj povratni put može biti kroz građevinski čelik, uzemljivače ili-kritično-kroz druge uronjene metalne objekte koji imaju put do ispravljača nižeg otpora.
Anodne korpe u blizini izmjenjivača topline imaju pozitivan potencijal u odnosu na uzemljeni grijač. Struja teče od korpi, preko elektrolita, do grijača. Tamo gdje struja napusti površinu korpe, titan se rastvara. Ovo je korozija lutajućih struja, koja radi nezavisno od normalnog anodnog rastvaranja koje snabdeva ione nikla u kadu.
Tabela 1: Utjecaj korozije lutajuće struje prema tipu grijača (rezervoar s niklovanim slojem, ispravljač od 5000 A)
| Parametar | Uzemljeni grijač od nehrđajućeg čelika | Uzemljeni grijač od titanijuma | Neuzemljeni PTFE izmjenjivač topline |
|---|---|---|---|
| Električni otpor prema zemlji (ohma) | <10 | <10 | >10¹⁸ (izolator) |
| Prikupljena lutajuća struja (mA) | 50-500 | 30-300 | 0 |
| Povećanje brzine korozije anodne korpe | 2-5× normalno | 1,5-3× normalno | 1.0× (samo normalno) |
| Udubljenje u zidu rezervoara u blizini grejača | Posmatrano | Smanjeno | Nema |
| Završetak putanje zalutale struje | Kroz uzemljenje do ispravljača | Kroz uzemljenje do ispravljača | Ne postoji put |
| Rizik galvanskog para | Da (različiti metali) | Da | Nema |
PTFE rješenje za električnu izolaciju
PTFE je jedan od najboljih električnih izolatora među inženjerskim materijalima. Njegova zapreminska otpornost prelazi 10¹⁸ ohm·cm. Njegova dielektrična čvrstoća je 18-24 kV/mm. U rezervoaru za galvanizaciju, PTFE izmjenjivač topline je električni nevidljiv. Ne može sakupljati zalutalu struju jer struja ne može teći u njega. Ne može završiti strujni krug do zemlje jer nema provodljivu stazu do zemlje.
Ova izolacija se proteže na priključke za paru i kondenzat. PTFE cijev osigurava kontinuiranu električnu izolaciju od metalnog parnog cjevovoda izvan rezervoara do uronjenog namotaja unutar rezervoara. Dužina PTFE cijevi između površine tečnosti rezervoara i prvog metalnog spoja obezbeđuje prekid dielektrike.
Izolacija eliminira ne samo koroziju lutajućih struja već i galvansku koroziju. Metalni izmjenjivač topline u električnom kontaktu sa spremnikom ili cjevovodom različitog sastava legure formira galvansku ćeliju. Manje plemeniti metali prvenstveno korodiraju. PTFE, budući da nije-nemetalni, nema galvanski potencijal i ne stvara galvanski par sa bilo kojim metalom.
Zaštita cisterne namještaja
Eliminacija zalutalih strujnih putanja koristi svim uronjenim metalnim komponentama. Anodne korpe, kalemovi za grejanje/hlađenje (ako su odvojeni), osovine mešalice, kućišta senzora nivoa i zidovi rezervoara doživljavaju smanjenu koroziju kada se eliminišu lutajuće struje.
Konkretno za korpe sa titanijumskim anodama, produženje radnog veka od ugradnje PTFE grejača je 2-3×-od 12-18 meseci do 36-48 meseci u agresivnom niklovanju. Sama ušteda troškova zamjene anodne korpe često opravdava konverziju PTFE izmjenjivača topline, neovisno o produženom vijeku trajanja grijača.
Rezime
PTFE izmjenjivači topline eliminišu koroziju anodne korpe uzrokovanu lutajućim strujama kroz svojstvo električne ne{0}}ne provodljivosti. Za razliku od uzemljenih metalnih grijača koji osiguravaju alternativni put struje i pokreću neželjenu elektrohemijsku koroziju obližnjih metalnih komponenti, PTFE je električni nevidljiv u krugu za oplatu. Ne ulazi struja, ne postoji put do zemlje i ne dolazi do korozije lutajuće struje.
Izolacija štiti anodne korpe, zidove rezervoara i sav uronjeni metalni namještaj od oštećenja lutajuće struje. Vijek trajanja anodne korpe se obično udvostručuje ili utrostručuje kada PTFE grijači zamjene uzemljene metalne alternative.
Inženjerska analiza za prednosti električne izolacije PTFE izmjenjivača topline u specifičnim konfiguracijama rezervoara za oplate je dostupna nakon podnošenja specifikacija ispravljača, rasporeda rezervoara, podataka o materijalu anodne korpe i radnog vijeka, te trenutne konfiguracije uzemljenja.
