Korkeapaineisessa hydrauksessa laajalti-käytetyt lujat titaanilämmityspainekomponentit, paineistetut hienokemikaalit ja umpinaiset energiavarastolaitteet muodostavat usein meriveden suolasumukorroosion, kloridiväliaineen pistesyöpymisen ja rakokorroosion riskin. Vaikuttavaa virtakatodista suojausta käytetään usein ylimääräisenä korroosionesto-toimenpiteenä titaanirakenteiden paikallisen passiivisen kalvon hajoamisen estämiseksi. Kohtuuton suojapotentiaalin asetus, liiallinen virransyöttö ja epätarkka vertailuelektrodien sijoittelu johtavat kuitenkin helposti yli-suojausilmiöön. Liian negatiivinen katodipotentiaali saa aikaan massiivisen elektrolyyttisen vedyn kehittymisen titaanipinnoilla, jolloin vetyatomit pääsevät tunkeutumaan metallimatriisiin, aggregoitumaan raerajoilla ja jännitys{7}}keskittyneillä hitsaus- ja taivutusalueilla muodostaen hauraita titaanihydridifaaseja. Tällaiset metallurgiset viat vähentävät dramaattisesti titaanipainekuumennusosien vetolujuutta, väsymiskestävyyttä ja jännityskorroosionkestävyyttä, mikä aiheuttaa helposti hauraita halkeamia ja äkillisiä painevuotoonnettomuuksia syklisissä lämpö- ja painekuormituksessa. Standardoitujen selektiivisten katodisuojausparametrien kalibrointimäärittelyjen luominen voi lukita potentiaalin turvalliselle suojavälille, estää paikallista korroosiota samalla välttäen vedyn kehittymisen yli{10}}suojauksen ja toteuttaa turvallisen ja pitkäkestoisen korroosionestotoiminnan korkean-lujan korroosionesto{12}}korroosionestokäytössä.
Kriittisen suojauspotentiaalin alueen määrittäminen laboratoriopolarisaatiokäyrätestauksella on parametrien kalibroinnin peruslähtökohta. Ennen katodisuojausjärjestelmän muodollista käyttöönottoa titaanipohjaisille materiaaleille on suoritettava potentiodynaamiset polarisaatiotestit simuloiduissa paikan päällä -lämpötila-, paine- ja keskisuolaisuusolosuhteissa tarkkojen polarisaation ominaiskäyrien piirtämiseksi. Turvallisen suojauspotentiaalin alaraja on asetettu hieman negatiiviseksi titaanin pistekorroosiopotentiaaliin nähden, mikä voi passivoida paikallisia aktiivisia korroosiopisteitä ja estää passiivisen kalvon hajoamisen; yläraja on ohjattava väliaineen vedyn kehityspotentiaalin yläpuolelle, jotta vältetään elektrolyyttinen vedyn saostuminen titaanin pinnalle. Vedyn haurastumiselle herkkien lujien titaanilämmityskomponenttien potentiaalinen turvaikkuna on suhteellisen kapea, ja vähintään 50 mV:n puskuriväli tulee varata asetetun suojauspotentiaalin ja vedyn kehittymiskynnyksen välille, jotta vältetään väliaineen virtausnopeuden muutoksen, lämpötilan ikääntymisen ja anodin aiheuttaman ohimenevän potentiaalin vaihtelu. Sokea viittaaminen hiiliteräksen suojaparametreihin aiheuttaa väistämättä yli-suojauksen ja peruuttamattomia vetyhaurastumisvaurioita titaanialustalle.
Monen pisteen hajautettu vertailuelektrodien asettelu yhdistettynä reaaliaikaiseen-potentiaalisen suljetun-silmukan säätöön välttää paikalliset yli{3}}kuollut alueet. Yhden vertailuelektrodin mittaus voi heijastaa vain pienen alueellisen lämmityskomponentin potentiaalitilaa, kun taas putkilinjan taipuneissa osissa, laipan rakoissa ja nesteen pysähtyneissä vyöhykkeissä on usein korkeampi katodivirrantiheys, mikä johtaa paikalliseen potentiaaliin, joka ylittää turvallisen negatiivisen rajan, vaikka päämittauspiste olisi standardialueella. Vertailuelektrodit on sijoitettava suuren-riskin paikkoihin, kuten nestetason vaihtelualueille, lämpöpatterin hitsaussaumille ja putkiston matalan-virtauksen kuolleille vyöhykkeille moniulotteisten potentiaalitietojen keräämiseksi. Ohjausjärjestelmä ottaa käyttöön keskimääräisen potentiaalin takaisinkytkennän säätääkseen dynaamisesti painetun virran anodin lähtövirtaa niin, että kaikki valvontapisteet pysyvät vakaasti kalibroidun turvallisen potentiaalivälin sisällä. Säännöllinen elektrodien potentiaalin kalibrointi ja{11}}vertailuantureiden likaantumisenestopuhdistus estävät mittauspoikkeaman johtamasta jatkuvaan yli-suojaustoimintaan, mikä on erityisen tärkeää suurissa-paineistetuissa titaanilämmitysverkkojärjestelmissä, joissa on monimutkaiset nestevirtauskentät.
Säännöllinen vetyhaurastumisen suorituskyvyn tarkastus yhdistettynä kausiluonteiseen parametrien uudelleenkalibrointiin muodostaa suljetun-silmukan suojamekanismin. Pitkäaikainen-huolto aiheuttaa anodin kulutuksen, veden keskilaadun kausivaihtelun ja laitteiden toimintaparametrien säädön, mikä saattaa vähitellen siirtää titaanilämmityskomponenttien todellisen potentiaalin yli-suojausalueelle. Neljännesvuosittainen mahdollinen pistetarkistus ja vuosittainen täydellinen-järjestelmäparametrien kalibrointi vaaditaan polarisaatiokäyrän tarkistamiseksi uudelleen viimeisimmissä-työpaikan työolosuhteissa ja hienosäätääkseen suojapotentiaalin ylä- ja alarajoja. Samaan aikaan kovuustestaus, ultraääni-metallografinen tarkastus ja hitaan venymän vetolujuustestit toteutetaan edustavissa korkean -jännityksen titaanilämmitysosissa hydridisaostumisen, rakeiden rajalla tapahtuvan vetyrikastumisen ja materiaalin sitkeysvaimennussignaalien havaitsemiseksi. Kun vedyn haurastumisen merkkejä havaitaan, suojauspotentiaalia on siirrettävä positiivisesti ylöspäin välittömästi ja yhdistettävä viallisten komponenttien tyhjödehydrauslämpökäsittelyyn hauraiden hydridifaasien poistamiseksi ja titaanisubstraattien luontaisten mekaanisten ja -korroosionesto-ominaisuuksien palauttamiseksi.
Seuraavassa taulukossa on luokiteltu katodisuojan kalibrointikaaviot erilaisille korkean{0}}lujan titaanin lämmityspainehuoltoskenaarioille:
表格
| Paineistetun titaanilämmityspalvelun skenaario | Suositeltu katodisuojauskalibrointi ja apujärjestelmä | Ydin Anti-Overprotection Vetyhaurastumisen arvo |
|---|---|---|
| Korkeapaineinen-korkeapaineinen-kloridihydrausreaktori, titaanilämmityskierukka | Laboratorion polarisaatiokäyrän turvallisen potentiaaliikkunan asetus + moni-pistevertailuelektrodi suljettu-silmukan säätö + vuotuinen metallografinen vetyhaurastumistarkastus | Estää paikallista korkean virrantiheyden vetykehitystä ja estää hydridin -indusoitua jännityskorroosiohalkeilua korkeassa paineessa |
| Keskipaineinen-rannikon meriveden kiertolämmityspaineastiakokoonpano | 50 mV vedyn kehityspotentiaalin turvapuskuri + neljännesvuosittainen elektrodin kalibrointi + reaaliaikainen-potentiaalin korkea-rajoitus | Välttää suolaveden korkean johtavuuden aiheuttaman yli{0}}suojauksen ja viivyttää titaanimateriaalin sitkeyden heikkenemistä |
| Suljettu eräpaineinen hienokemikaalilämmitysyksikkö | Yhden päämittauspisteen potentiaalinsäätö + säännöllinen-paikan päällä tapahtuva polarisaation tarkistus + kausiluonteinen parametrien uudelleenkalibrointi | Tasapainottaa pistesyöpymistä estävää-suojavaikutusta ja hallitsee tehokkaasti vedyn läpäisyriskiä kapealla turvallisella potentiaalialueella |
| Matalapaine-korkea-luja titaanivaippalämmityslaitteet | Uhrautuvan anodin materiaalin potentiaalinsovitusvalinta + alustava-operaatiopolarisaatioparametrin kalibrointi | Toteuttaa edullisen-passiivisen katodisuojauksen ja eliminoi keinotekoiset yli-suojausparametrien asetusvirheet |
Valikoiva katodisuojausparametrien kalibrointi tasapainottaa paikallisen korroosion eston ja vetyhaurastumisen eston kaksitahoista vaatimusta korkean -vahvuuden titaanilämmityspainekomponenteille. Titaanin erinomainen korroosionkestävyys ei voi korvata peruuttamattomia materiaalivaurioita, jotka johtuvat elektrolyyttisen vedyn läpäisystä yli-suojausolosuhteissa. Tieteellinen polarisaatiotestaus, hajautettu potentiaalin valvonta ja säännöllinen parametrien uudelleenkalibrointi lukitsevat toimintatilan turvalliselle suojausvälille, välttävät ihmisen-aiheuttaman vedyn aiheuttaman haurastumisen, vähentävät paineistettujen laitteiden turvallisuusriskejä ja toteuttavat koko-elinkaaren kestävän luotettavan korroosionestotoiminnan korkean{7}}vahvan teollisuuslaitoksen korroosionkestävässä titaaniympäristössä.
