Hallitsemattoman hajavirtavirran laukaisema piilotettu sähkökemiallinen hajoaminen
Galvanointituotantolinjat käyttävät suuritehoisia{0}}tasasuuntaajia metallin laskeutumisen edistämiseksi. Jopa säiliön eristyssuunnittelussa osittaiset vuodot hajavirrat leviävät ioni-rikkaan lämmitetyn kylpynesteen läpi ja virtaavat PTFE-uppolämmittimen pinnan yli. Useimmat huoltotiimit valvovat vain tasasuuntaajan lähtöjännitettä ja pinnoitteen paksuutta jättäen huomiotta mikroelektrolyyttisen korroosion, jonka lämmittimen vaippaa peittävä metallisedimentti aiheuttaa hajavirran. Pitkäaikainen-pieniampeerinen-hajavirta luo pysyviä galvaanisia mikro-kennoja, ohentaen vähitellen osittaisia putkiosia ja aiheuttaen ennenaikaisen eristyksen rikkoutumisen. Kenttäsähkötestitiedot osoittavat, että täydellä hajavirtasuojauksella varustetut lämmittimet säilyttävät vakaan 18–24 kuukauden käyttöiän, kun taas esteettömälle hajavirtavuodolle altistuvat yksiköt saavat pintaan pistesyöpymisen 9 kuukauden kuluessa. Tässä artikkelissa analysoidaan hajavirtakytkettyjä korroosiomekanismeja, selitetään tasasuuntaajan johdotuskustannusten ja hajavirran vaimentamisen väliset tekniset ydinratkaisut ja tarjotaan luokiteltuja anti-hajavirran{15}}sovitusstandardeja.
Tekninen ydinkauppa-tasasuuntaajan johdotuksen ja sähkökemiallisen suojauksen välillä
Yksinkertaistettu jaettu maadoitus ja lyhyet johdotusreitit vähentävät tasasuuntaajan asennusmateriaali- ja työkustannuksia, mutta eristämättömät johtavat polut aiheuttavat laajaa hajatasavirtaa säiliönesteen poikki. Itsenäiset eristetyt virtakiskot, eristetyt säiliörungot ja erillinen suojausjohdotus estävät hajavirransiirron pohjimmiltaan, mutta ylimääräiset eristetyt kaapelit ja eristävät kiinnikkeet lisäävät sähkörakentamisen alkuinvestointeja. Vakio-PTFE-upotuslämmitin tarjoaa korkean eristysvastuksen ihanteellisissa nollahajavirtaympäristöissä. Putken pinnoilla oleva johtava metallisedimentti toimii kuitenkin virran kantajina ohittaen fluoripolymeerieristyksen ja käynnistäen elektrolyyttisen eroosion, joka keskittyy sedimentin peittämille alueille.
Hajavirtavirran vuototaso ja PTFE-uppolämmittimen hajoamistaulukko
| Hajatasavirtavuodon voimakkuus | Lämmittimen nykyinen peittoalue | Sähkökemiallinen Pitting Speed | Keskimääräinen vakaa käyttöikä | Suositeltu lämmittimen nykyinen vasta{0}}muotoilu |
|---|---|---|---|---|
| Minimaalinen vuoto (<5mA), fully insulated rectifier wiring | Alle 5 % putken pinnasta on johtavan sedimentin peitossa | Hidas haalea mattapintainen pistesyttymä | 16-22 kuukautta | Vakiomuovattu PTFE-upotuslämmitin |
| Keskimääräinen vuoto (5–20 mA), säiliön osittainen eristys puuttuu | 5–15 % putken pinta metallikalvolla | Kohtuullinen vaakasuora mikro{0}}kaivon laajeneminen nesteviivalla | 10-14 kuukautta | Keskipaksu-seinämäinen PTFE-upolämmitin |
| Severe leakage (>20mA), paljaat eristämättömät tasasuuntaajan virtakiskot | Yli 15 % putki kääritty jatkuvaan johtavaan sedimenttikerrokseen | Nopea syvän seinän oheneminen ja sisäisen eristyksen vaimennus | 4-8 kuukautta | Saumaton paksu{0}}seinämäinen suojattu muotoiltu PTFE-upolämmitin |
Hajavirtavirran aiheuttama sähkökemiallinen hajoamismekanismi
Hajavirrat karkaavat tasasuuntaajan anodi-/katodikisoista ja hajaantuvat ioni-johtavan pinnoitusliuoksen läpi. Kun johtava metallioksidi tai metallihiukkassedimentti tarttuu PTFE-uppolämmittimen pintaan, muodostuu jatkuva johtava kalvo, joka muodostaa suljetun elektrolyyttisilmukan säiliön metallirakenteiden ja lämmittimen pintakerrostumien välille. Pieni potentiaaliero, jonka hajatasavirta ohjaa, käynnistää jatkuvan mikroelektrolyysin. Syövyttävä hapetus keskittyy sedimenttikalvon alle syövyttäen tiheitä mikro-kuoppia fluoripolymeerin ulkokerrokseen. Toisin kuin staattinen galvaaninen korroosio ilman ulkoista virtalähdettä, tasasuuntaajan hajavirta vahvistaa jatkuvasti etsausnopeutta jokaisen pinnoitusvaihdon aikana. Toistuvat lämmitys- ja jäähdytysjaksot laajentavat hajavirta-virta-kuoppia. Elektrolyytti tunkeutuu PTFE-vaipan ja sisäisen eristeen välisiin rakoihin ja kerää johtavia metalli-ioneja lämmittimen ytimen sisään. Nämä ionijäämät rakentavat pysyviä vuotokanavia alentaen tasaisesti yleistä eristysvastusta siirtymä kerrallaan. Vauriot keskittyvät voimakkaasti nesteen{12}}ilmarajalle, jonne metallisedimentit kerääntyvät helpoimmin.
Hajavirtakorroosion aiheuttamat tuotantovaarat
Paikalliset pistevyöhykkeet johtavan sedimentin alla muodostavat kiinteitä kuumia kohtia lämmityksen aikana, mikä nopeuttaa pinnoituskylvyn lisäaineen hajoamista ja nostaa kuukausittaisia kemikaalien korvauskuluja. Progressiivinen eristyksen vaimennus sisäisestä ionisaostuksesta laukaisee toistuvia vuotovirtahälytyksiä ja hätävirtakatkoksia, mikä häiritsee jatkuvaa pinnoituserän tuotantoaikataulua. Syvä elektrolyyttinen kuoppa tunkeutuu lopulta putken seinämään mahdollistaen suoran kosketuksen lämmitysjohtojen ja pinnoitusnesteen välillä, mikä johtaa äkillisiin oikosulkuvioihin ja pysyvään lämmittimen romutukseen. Kuoppaiset karkeat pinnat vangitsevat enemmän metallisedimenttejä myöhemmässä käytössä muodostaen itsevahvistavan hajavirran johtamisen ja putken ohenemisen kiihtymisen.
Arvioidut täsmäytys- ja hajavirran vaimennusratkaisut
Pienet laboratoriopinnoitussäiliöt, joissa on täysin eristetty tasasuuntaajajohdotus ja minimaaliset hajavuodot, voivat käyttää tavallista valettua PTFE-upotuslämmitintä; puhdista metalliset sakka lämmittimen pinnalta viikoittain johtavien virtateiden katkaisemiseksi. Keskimääräiset-elektropinnoituslinjat, joissa on kohtalainen 5–20 mA hajatasavirtavuoto, valitse saostumista estävä-kuvioitu keskipaksu-seinämäinen PTFE-uppolämmitin. Epäjatkuva pintarakenne estää jatkuvan johtavan sedimenttikalvon muodostumisen ja heikentää elektrolyyttisiä silmukoita. Suurien-suurvirtaisten pinnoituslinjojen, joissa on vakava eristämättömän virtakiskon hajavuoto, on varustettava saumaton paksu-seinämäinen suojattu muotoiltu PTFE-uppolämmitin. Erittäin kompakti fluoripolymeerin paksuus kestää pitkäkestoista{11}}elektrolyyttistä pisteeroosiota jatkuvan hajavirran aiheuttamana. Sähköisen optimoinnin lisäsäännöt: asenna täydelliset eristävät tiivisteet lämmittimen metallikiinnikkeiden ja säiliön runkojen väliin; tarkasta säännöllisesti tasasuuntaajan virtakiskon eristys kulumisvaurioiden varalta; lisää riippumattomia hajavirran tyhjennyspiirejä säiliön runkoon.
Johtopäätös
Pinnoitussäiliöissä olevan PTFE-upotuslämmittimen nopeutettu paikallinen pistevaurio johtuu tasasuuntaajien välittämästä hajatasavirtavuodosta, joka aktivoi jatkuvan elektrolyyttisen korroosion johtavien metallisedimenttikalvojen alla, eikä pelkästä pinnoitusliuoksen aiheuttamasta kemiallisesta vaikutuksesta. Tavallisista ohuista sileistä PTFE-rakenteista puuttuu paksuja, kompakteja esteitä, jotka vastustavat ulkoisen tasavirtahajavirran aiheuttamaa jatkuvaa elektrolyyttistä syövytystä. Täysin eristettyjen tasasuuntaajien johdotusasetelmien ottaminen käyttöön ja kuvioitujen tai paksujen -seinäsuojattujen muovattujen lämmitinrakenteiden valitseminen hajavirran intensiteetin mukaan voi tehokkaasti estää mikro-kuopan etenemisen ja eristysvaurion. Räätälöidyt saostumisenestopinnan rakenne ja vahvistetut putken seinämän paksuusparametrit voidaan suunnitella tasasuuntaajan tehon ja säiliön eristysolosuhteiden perusteella, jotta sähköpinnoitustuotantolinjojen eristetyt lämmitysominaisuudet säilyvät pitkällä -vakaana.
