Az anódkosár rejtélye
A nikkelezési vonal a titán anód kosarak felgyorsult korrózióját tapasztalja. A nikkel anód pelletek tárolására tervezett kosarakon a beszereléstől számított 12 hónapon belül lyukak keletkeznek, -a várható élettartamuk fele. A korrózió a legrosszabb a merülő fűtőtesthez legközelebb eső kosarakon. A tartály túlsó végén lévő kosarakra viszonylag nincs hatással.
A nyomozás kizárja a vegyi támadást. A fürdő kémiája a specifikáción belül van. Az anód árameloszlása egyenletes. Az ok a szórt elektromos áram-áram, amely kiszivárog a galvanizáló áramkörből, áthalad a vezetőképes fürdőn, belép a földelt fém hőcserélőbe, és a földelési úton visszatér az egyenirányítóba. A titán anód kosarak, mivel eltérő elektromos potenciálon vannak, nem kívánt anódokká válnak ebben a szórt áramkörben, és áldozatul korrodálódnak.
A hőcserélő elektromos csatlakozása a földhöz a kritikus láncszem ebben a korróziós láncban. Szakítsa meg ezt a kapcsolatot, és a kóbor áramút megszakad. A PTFE hőcserélő eleve nem-vezető. Nem tudja befejezni az elektromos áramkört. Alapvető anyagi tulajdonságai révén megszünteti a kóbor áramút.
A kóboráram-mechanizmus
A galvanizáló tartályban a tervezett áramút az egyenirányító pozitív kivezetésétől az anód buszon keresztül az anódokba, az elektroliton keresztül a munkadarabokra, a katód buszon keresztül vissza az egyenirányító negatív kivezetésére. Ez az út fémet rak le a munkadarabokon.
A szórt áram minden olyan áram, amely eltér ettől a tervezett úttól. Az elektrolit vezetőképes, és az egész tartályt kitölti, nem csak az anódok és a katódok közötti teret. Az áram oldalirányban áramolhat az elektroliton keresztül bármely elmerült vezető tárgyhoz. A földelt fém hőcserélő vonzó alternatívát kínál. A hőcserélőbe belépő áram a földre folyik, majd utat keres vissza az egyenirányítóhoz. Ez a visszatérési út lehet építőacélon, földelő vezetékeken vagy -kritikusan- más olyan fémtárgyakon keresztül, amelyeknek kisebb az ellenállása az egyenirányítóhoz.
A hőcserélő közelében lévő anódkosarak pozitív potenciállal rendelkeznek a földelt fűtőtesthez képest. Az áram a kosarakból az elektroliton keresztül a fűtőberendezésbe folyik. Ahol az áram elhagyja a kosár felületét, a titán feloldódik. Ez szórványáramú korrózió, és a normál anódos oldódástól függetlenül működik, amely nikkelionokkal látja el a fürdőt.
1. táblázat: A szórt áram korróziós hatása fűtőelemek szerint (nikkelező tartály, 5000 amperes egyenirányító)
| Paraméter | Földelt rozsdamentes acél fűtőtest | Földelt titán fűtőtest | Földeletlen PTFE hőcserélő |
|---|---|---|---|
| Földelési ellenállás (ohm) | <10 | <10 | >10¹⁸ (szigetelő) |
| Gyűjtött kóbor áram (mA) | 50-500 | 30-300 | 0 |
| Az anódkosár korróziós sebességének növekedése | 2-5× normál | 1,5-3× normál | 1,0× (csak normál) |
| Gödrös a tartály falán a fűtőelem közelében | Megfigyelt | Csökkent | Egyik sem |
| Kóbor áramút befejezése | Földön keresztül az egyenirányítóig | Földön keresztül az egyenirányítóig | Nem létezik út |
| Galvanikus pár kockázata | Igen (különböző fémek) | Igen | Egyik sem |
A PTFE elektromos szigetelési megoldás
A PTFE az egyik legjobb elektromos szigetelő a mérnöki anyagok között. Térfogat-ellenállása meghaladja a 10¹8 ohm·cm-t. Dielektromos szilárdsága 18-24 kV/mm. A galvanizáló tartályban a PTFE hőcserélő elektromosan láthatatlan. Nem tud szórt áramot felvenni, mert áram nem tud belefolyni. Nem tudja befejezni az áramkört a földig, mert nincs vezető útja a földhöz.
Ez a leválasztás kiterjed a gőz- és kondenzvíz csatlakozásokra. A PTFE cső folyamatos elektromos szigetelést biztosít a tartályon kívüli fém gőzcsövektől a tartályon belüli merülő tekercsig. A PTFE cső hossza a tartály folyadékfelülete és az első fém csatlakozás között biztosítja a dielektromos törést.
A leválasztás nemcsak a szórt áramkorróziót, hanem a galvanikus korróziót is kiküszöböli. A különböző ötvözetösszetételű tartállyal vagy csővezetékkel elektromosan érintkező fém hőcserélő galvánelemet alkot. A kevésbé nemesfém elsősorban korrodálódik. A PTFE, mivel nem-fémes, nincs galvanikus potenciálja, és nem képez galvanikus párost semmilyen fémmel.
Tartálybútorok védelme
A szórt áramutak kiküszöbölése minden elmerült fém alkatrésznek előnyös. Az anódkosarak, a fűtő/hűtő tekercsek (ha különállóak), a keverőtengelyek, a szintérzékelők házai és a tartályfalak csökkentett korróziót tapasztalnak, ha kiküszöböljük a szórt áramokat.
Kifejezetten a titán anód kosarak esetében a PTFE fűtőberendezés beszerelésétől az élettartam 2-3-szoros, 12-18 hónapról 36-48 hónapra agresszív nikkelezési szolgáltatás esetén. Az anódkosár csere költségmegtakarítása önmagában gyakran indokolja a PTFE hőcserélő átalakítását, függetlenül a fűtőberendezés meghosszabbított élettartamától.
Összegzés
A PTFE-hőcserélők kiküszöbölik az anódkosár-korróziót, amelyet a szórt áramok okoznak az elektromos nem{0}}vezetőképességük révén. Ellentétben a földelt fém fűtőberendezésekkel, amelyek alternatív áramutat biztosítanak és a közeli fém alkatrészek nem szándékos elektrokémiai korrózióját okozzák, a PTFE elektromosan láthatatlan a bevonat áramkörében. Nem lép be áram, nincs út a földhöz, és nem történik szórt áramkorrózió.
A szigetelés megvédi az anódkosarakat, a tartályfalakat és az összes elmerült fémbútort a szórt áramkártól. Az anódkosár élettartama általában megduplázódik vagy háromszorosára nő, ha a PTFE fűtőtestek felváltják a földelt fém alternatívákat.
A PTFE hőcserélő elektromos leválasztásának előnyeire vonatkozó műszaki elemzés az egyenirányító specifikációinak, a tartály elrendezésének, az anódkosár anyagának és az élettartamra vonatkozó adatoknak, valamint az aktuális földelési konfigurációnak a benyújtásával érhető el.
