Периодическая коррозия гальванических микро-элементов, вызванная нестабильным выходом постоянного тока выпрямителя
Линии гальванического производства используют выпрямители постоянного тока для поддержания стабильного потенциала осаждения металла. Старение оборудования, ослабление контактов проводки и автоматическое групповое переключение нагрузки часто вызывают частые скачки и падения напряжения. Нестабильное постоянное напряжение генерирует блуждающие токи переменной-силы, которые протекают через насыщенную ионами-жидкость покрытия и воздействуют на металлический осадок, покрывающий поверхности погружного нагревателя из ПТФЭ. В отличие от условий постоянного постоянного напряжения, периодические колебания напряжения создают чередующиеся сильные/слабые циклы электролитических реакций, постоянно ускоряя образование микро-ямок в зонах труб, покрытых отложениями-и значительно сокращая срок службы нагревателя. Данные долгосрочного-электрического мониторинга показывают, что нагреватели, работающие при стабилизированном напряжении выпрямителя, сохраняют стабильную производительность в течение 18–24 месяцев, в то время как в устройствах, подвергающихся частым перепадам напряжения, в течение 10 месяцев развивается сильное локальное электролитическое изъязвление. В этой статье подробно рассматриваются механизмы электрохимического разложения, вызванные -колебаниями-напряжения, объясняется основной инженерный компромисс-между недорогим-базовым выпрямительным оборудованием и контролем эрозии, вызванным паразитными токами, а также приводятся стандарты соответствия градуированных противо-электролитических эрозионных нагревателей.
Основной инженерный компромисс-между основными инвестициями в выпрямитель и электрохимической защитой
Использование недорогих-стандартных выпрямителей без специальных модулей стабилизации напряжения сокращает первоначальные затраты на оборудование, однако нерегулярные колебания выходного сигнала приводят к возникновению переменных блуждающих токов постоянного тока, которые активируют циклическую электролитическую коррозию на поверхностях нагревателя. Установка высокоточных-стабилизированных выпрямителей и экранированных изолированных шин устраняет скачки напряжения и существенно подавляет паразитные колебания тока, но увеличивает затраты на закупку электрооборудования и ремонт проводки. Стандартный гладкий погружной нагреватель из ПТФЭ обеспечивает надежную изоляцию при постоянном стабильном напряжении. Однако изменяющийся паразитный постоянный ток усиливает электролитическое травление проводящей пленки металлического осадка; обычный тонко-несвязанный-поперечно-ПТФЭ не может противостоять повторяющемуся периодическому микро-нападению на гальванические элементы.
Серьезность колебаний напряжения выпрямителя и таблица рисков эрозии погружного нагревателя из ПТФЭ
| Ежедневное время скачков и спадов напряжения | Диапазон изменения пикового блуждающего тока | Периодическая скорость электролитического питтинга | Средний стабильный срок службы | Рекомендуемая конструкция противо-эрозионного нагревателя |
|---|---|---|---|---|
| Меньше или равно 3 раза в день, колебания меньше или равны ±0,5 В. | Умеренное колебание тока в небольшом-диапазоне | Медленная слабая матовая поверхность микро-питтинга | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 4–10 раз в день, колебания ±0,5–2 В. | Среднее циклическое изменение интенсивности блуждающего тока | Умеренное расширение ямы вдоль линии жидкости | 11–15 месяцев | Погружной нагреватель из ПТФЭ с-текстурированной поверхностью средней толщины-стенок, препятствующий отложению отложений |
| Over 10 times daily, fluctuation >±2V | Сильные периодические скачки блуждающего тока. | Быстрое глубокое истончение стенок и внутреннее ионное осаждение | 4–9 месяцев | Бесшовный толстостенный-поперечно-экранированный анти-литой погружной ПТФЭ электролитический нагреватель |
Механизм периодического электролитического разложения, индуцированного колебательным напряжением
Нестабильный выходной сигнал выпрямителя создает постоянно меняющуюся паразитную разность потенциалов постоянного тока между металлическими каркасами резервуаров и проводящими металлическими осадками, прикрепленными к поверхностям трубок из ПТФЭ. Каждый скачок напряжения усиливает электролитическое окисление, а падение напряжения ослабляет реакцию, образуя чередующиеся циклы коррозии на одних и тех же закрытых зонах нагревателя. Циклический электролиз протравливает плотные микро-ямки в слоях фторполимера под отложениями осадка. Повторяющиеся циклы нагрева-охлаждения расширяют эти ямки и создают каналы проникновения ионов гальванического раствора между внешней оболочкой из ПТФЭ и внутренней изоляцией. В ходе непрерывных производственных смен ионы проводящих металлов накапливаются внутри волоконной изоляции, образуя постоянные пути утечки, которые постепенно снижают общее сопротивление изоляции. Шероховатые поверхности с ямками задерживают больше металлического шлама при последующей эксплуатации, расширяя зону проводящего покрытия и еще больше усиливая периодическую электролитическую эрозию. Повреждения в основном концентрируются на границе раздела жидкость-воздух, где металлические осадки скапливаются наиболее легко, образуя хрупкие полосы эрозии по окружности вокруг трубки.
Производственные опасности, вызванные периодической электролитической эрозией
Окружные микро-ямки из-за колебаний паразитного тока постепенно снижают сопротивление изоляции, вызывая частое отключение питания защиты от утечек-и нарушая график непрерывной гальванической обработки. Эродированные зоны образуют постоянные фиксированные горячие точки, ускоряя разложение добавок для ванн и увеличивая ежемесячные затраты на пополнение химикатов. Постепенное утончение стенок в электролитических ямах в конечном итоге приводит к образованию сквозных-отверстий в стенах, что обеспечивает прямой контакт между внутренними нагревательными проводами и проводящей жидкостью покрытия, что приводит к внезапному-выходу из строя нагревателя из-за короткого замыкания. Крошечные фрагменты ПТФЭ с эродированных хрупких поверхностей загрязняют детали с покрытием, создавая точечные дефекты и помутнение поверхности, а также увеличивая процент брака продукции.
Решения по оптимизации градуированного согласования и стабилизации напряжения выпрямителя
В небольших лабораторных резервуарах с редкими незначительными колебаниями напряжения можно использовать стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ; Еженедельно вытирайте металлический осадок с поверхностей нагревателя, чтобы разорвать пути передачи токопроводящих паразитных токов. На гальванических линиях среднего-объема с умеренными ежедневными скачками напряжения выбирают погружной нагреватель из ПТФЭ с противо-текстурированной поверхностью средней толщины-стенок. Прерывистая текстура поверхности предотвращает непрерывное образование проводящей пленки осадка и ослабляет циклическую активность электролитических ячеек. Сильноточные-автоматические линии массового покрытия с сильными и частыми перепадами напряжения должны быть оборудованы бесшовными толстостенными-поперечно-сшитыми-экранированными анти-погружными электролитическими погружными нагревателями из ПТФЭ. Плотный барьер из-сшитого фторполимера выдерживает длительную-периодическую электролитическую точечную эрозию, вызванную паразитными токами. Правила оптимизации электрооборудования собственных нужд: модернизировать выпрямители со встроенными-модулями стабилизаторов напряжения; регулярно закрепляйте незакрепленные клеммы анодной/катодной проводки; установите изолирующие прокладки между металлическими кронштейнами нагревателя и токопроводящими рамами резервуара, чтобы сократить пути прохождения блуждающего тока.
Заключение
Локализованное ускоренное электролитическое изъязвление погружного нагревателя из ПТФЭ под воздействием изменяющегося напряжения выпрямителя возникает из-за переменных периодических блуждающих постоянных токов, вызывающих циклическую микро-гальваническую коррозию под проводящими металлическими осадочными пленками, а не из-за статической однородной химической эрозии в ванне. Обычный тонкий, гладкий, несшитый-поперечно-ПТФЭ не имеет толстых компактных молекулярных барьеров и противо-обработки поверхности, чтобы противостоять повторяющимся переменным циклам электролитического травления. Модернизация стабилизированного выпрямительного оборудования и изолирующие пути, проводящие паразитные токи, в сочетании с текстурированными или сшитыми толстостенными-нагревательными конструкциями, подобранными в соответствии с частотой колебаний напряжения, могут эффективно ограничить распространение микро-питаний и ослабление изоляции. Специальная текстура поверхности, препятствующая-отложению, и параметры толщины усиленных стенок труб могут быть разработаны на основе стабильности выходного сигнала выпрямителя для поддержания долгосрочных-изолирующих характеристик нагрева на сильноточных гальванических производственных линиях.
