Линия нанесения покрытия на печатные платы заменила погружной нагреватель из ПТФЭ всего через восемь месяцев эксплуатации. На поверхности оболочки имелся узор из глубоких локализованных ямок, сосредоточенных на стороне, обращенной к шинам выпрямителя. ПТФЭ в других местах остался неповрежденным. Ямы проникли в оболочку и вызвали утечку. Выпрямители установки не были изолированы от резервуара, и паразитный ток шел через гальваническую ванну к заземленному нагревателю.
Паразитный ток — это электрический ток, который течет по непредвиденным путям в системе покрытия. Причиной его возникновения являются выпрямители, шины и электрические соединения, которые не изолированы должным образом. Ток поступает в гальваническую ванну и находит путь к земле через конструкцию резервуара, нагреватель или водопровод. Там, где ток покидает металлическую поверхность, он вызывает коррозию.
Как паразитный ток вызывает точечную коррозию
Коррозия паразитным током возникает в точке, где ток покидает поверхность металла и попадает в электролит. Металл в этот момент становится анодным и растворяется. Коррозия локализована и может быстро проникнуть в металл.
Количество потерянного металла пропорционально току. Блуждающий ток силой всего в 1 ампер может растворить примерно 1 килограмм стали за год. Ток в 10 ампер может растворить 10 килограммов-, достаточных для того, чтобы разрушить оболочку нагревателя за несколько месяцев.
| Блуждающий ток | Потери металла в год | Скорость проникновения стали | Время до перфорации (оболочка 2 мм) |
|---|---|---|---|
| 0.1 A | 0,1 кг | 0,013 мм/год | >150 лет |
| 1 A | 1 кг | 0,13 мм/год | 15 лет |
| 5 A | 5 кг | 0,65 мм/год | 3,1 года |
| 10 A | 10 кг | 1,3 мм/год | 1,5 года |
| 50 A | 50 кг | 6,5 мм/год | 3,7 месяца |
Блуждающий ток и его влияние на коррозию стали в гальванических ваннах
Почему больше всего страдает сторона, обращенная к выпрямителю
Паразитный ток течет от шин выпрямителя через гальваническую ванну к земле. Плотность тока максимальна вблизи источника-шины-и уменьшается с расстоянием. Сторона нагревателя, обращенная к выпрямителю, получает наибольшую плотность тока. С той стороны образуются ямы.
Ток также идет по пути наименьшего сопротивления. Если нагреватель заземлен, а бак нет, ток может сконцентрироваться на нагревателе. Нагреватель становится предпочтительным путем к заземлению, и точечная коррозия концентрируется там.
Почему нагреватели с тефлоновым-покрытием все еще уязвимы
Покрытие из ПТФЭ на нагревателе является электрическим изолятором. Он должен блокировать попадание паразитного тока в металлическую оболочку. Однако ПТФЭ тонкий и может иметь дефекты-отверстия, царапины или тонкие пятна-, пропускающие ток.
Когда ток достигает металлической оболочки через дефект покрытия, он создает локальную коррозионную ячейку. Металл в месте дефекта становится анодным и растворяется. Ямка углубляется и может проникнуть в оболочку.
Блуждающий ток также ускоряет деградацию ПТФЭ. Ток генерирует тепло в месте дефекта, которое разрушает ПТФЭ вокруг дефекта. Разрушенный ПТФЭ более проницаем и пропускает больший ток.
Предотвращение коррозии от паразитного тока
Наиболее эффективной профилактикой является устранение блуждающего тока. Это означает изоляцию выпрямителей, шин и электрических соединений от резервуара и водопровода. Выход выпрямителя должен быть подключен только к анодам и катодам, без каких-либо других путей к земле.
Заземление резервуара и нагревателя на общую землю может уменьшить разность потенциалов, вызывающую паразитный ток. Заземление должно выполняться в одной точке, чтобы избежать образования контуров заземления.
Использование изолированного нагревателя,-не подключенного электрически к резервуару-может предотвратить протекание паразитного тока через нагреватель. Нагреватель питается от изолирующего трансформатора или заземленного источника питания, отдельного от цепи покрытия.
| Меры профилактики | Влияние на блуждающий ток | Выполнение | Расходы |
|---|---|---|---|
| Изоляция выпрямителя | Устраняет источник | Электромонтажные работы | Умеренный |
| Одно-точечное заземление | Уменьшает разницу потенциалов | Электромонтажные работы | Низкий |
| Изолированное питание нагревателя | Блокирует текущий путь | Трансформатор или отдельное питание | Выше |
| Целостность покрытия | Блокирует ток при дефектах | Контроль качества | Умеренный |
Меры по предотвращению коррозии от блуждающих токов в линиях гальванического покрытия.
Когда паразитный ток указывает на проблему конструкции
Нагреватель, который страдает от паразитных токов, несмотря на изоляцию выпрямителя и правильное заземление, указывает на то, что расположение резервуара или электрическая система создают неизбежную разность потенциалов. Специальная конфигурация погружного нагревателя из ПТФЭ с изолированным источником питания, толстым покрытием и поверхностью без дефектов- устраняет основную причину коррозии, вызываемой паразитными токами. Для процесса спецификации требуется схема выпрямителя, система заземления, химический состав ванны и необходимая мощность. Для объектов с проблемами блуждающего тока этот подход-специально для применения уменьшает точечную коррозию и продлевает срок службы нагревателя.
