Периодическое замыкание на землю
На производственной гальванической линии периодически подаются сигналы тревоги о замыкании на землю выпрямителя. Неисправность появляется случайным образом-иногда во время запуска, иногда в середине-смены, иногда не в течение нескольких дней. При техническом обслуживании проверяются выпрямитель, шины, футеровка резервуара и крепления заготовок. Никакого дефекта не обнаружено. Неисправность сохраняется, вызывая перебои в производстве каждый раз, когда отключается выпрямитель и линия останавливается.
Неуловимым источником является металлический погружной нагреватель. Со временем коррозия и накипь на поверхности нагревателя создают токопроводящий путь от ванны под напряжением к заземленным трубам пара и конденсата. Когда сопротивление этого пути падает ниже порога обнаружения замыкания на землю, -обычно это ток утечки 5-10 мА в современных выпрямительных системах, срабатывает неисправность. Путь прерывистый, поскольку зависит от состояния слоя окалины, которое меняется в зависимости от температуры, уровня ванны и механической вибрации.
Теплообменник из ПТФЭ является электрическим изолятором. Он не может создать проводящий путь от ванны к земле. Замыкание на землю от этого источника устраняется навсегда.
Путь тока утечки
Гальваническая ванна находится под напряжением. Выпрямитель подает напряжение между анодами и заготовками. Сама ванна несет ток. Любой погруженный проводящий объект, подключенный к земле, обеспечивает альтернативный путь тока. Металлический погружной нагреватель является таким объектом.
Трубопровод пара и конденсата, подключенный к нагревателю, заземляется через котел, конструкцию здания или и то, и другое. Трубки нагревателя, коллекторы и соединения выполнены из металла на протяжении-непрерывного проводящего пути от ванны до земли. Единственной изоляцией между активной ванной и заземленным нагревателем является пассивная пленка на металлической поверхности и слой накипи.
Если пассивная пленка цела и нагреватель чист, электрическое сопротивление между ванной и землей через нагреватель может быть достаточно высоким, чтобы избежать срабатывания детектора замыкания на землю. Но по мере коррозии нагревателя, образования накипи и ухудшения состояния поверхности сопротивление падает. Влага в слое накипи обеспечивает ионную проводимость. В местах точечной коррозии обнажается голый металл. Ток утечки увеличивается до тех пор, пока не будет превышен порог замыкания на землю.
| Электрический параметр | Нагреватель из нержавеющей стали | Титановый нагреватель | ПТФЭ теплообменник |
|---|---|---|---|
| Проводимость материала нагревателя | Проводящий (~1,4 × 10⁶ См/м) | Проводящий (~2,4 × 10⁶ См/м) | Не-проводящий (< 10⁻¹⁶ S/m) |
| Сопротивление ванны-к-земле (чистое, новое) | > 10 MΩ | > 10 MΩ | > 10¹² Ω |
| Сопротивление ванны-к-земле (состаренное, окалиненное) | 50-500 kΩ | 100-1,000 kΩ | >10¹² Ом (без эффекта старения) |
| Типичный ток утечки при напряжении покрытия 12 В | 0,02–0,24 мА (старый) | 0,01–0,12 мА (старый) | < 0.001 nA |
| Риск отключения при замыкании на землю | От умеренного до высокого | От низкого до умеренного | Ноль |
| Опасность электробезопасности | Да (проводящий путь существует) | Да | Нет |
Помимо замыканий на землю: коррозия паразитного тока
Даже если ток утечки ниже порога срабатывания при замыкании на землю, это вызывает коррозию из-за паразитных токов. Ток, покидающий поверхность нагревателя и идущий на землю, растворяет ионы металлов в месте их выхода. Коррозия невидима, поскольку она происходит на микроскопическом уровне, но с течением времени она истончает стенку трубы и в конечном итоге приводит к утечкам.
Блуждающий ток также влияет на другие компоненты резервуара. Ток, протекающий через ванну к нагревателю, должен каким-то образом вернуться к выпрямителю. Часто этот путь проходит через анодные корзины, стенки резервуаров или другие погруженные металлические компоненты. В точке, где ток снова-поступает в металл, компонент подвергается коррозии. Нагреватель является источником медленного, непрерывного разрушительного процесса, затрагивающего множество частей системы покрытия.
Теплообменник из ПТФЭ исключает как замыкание на землю, так и блуждающий ток, поскольку он не-электропроводен. Через фторполимер ток не течет. Пути на землю не существует. Никакая коррозия от этого источника не возникает нигде в системе.
Краткое содержание
Периодические замыкания на землю выпрямителя в гальванических резервуарах с подогревом вызваны токопроводящими путями утечки через корродированные металлические погружные нагреватели с окалиной на землю. Теплообменники из ПТФЭ исключают этот источник неисправности благодаря своей присущей им электронепроводимости, которая обеспечивает сопротивление ванны-к-земле, превышающее 10¹² Ом независимо от состояния поверхности.
Устранение тока утечки нагревателя также останавливает коррозию, вызванную паразитными токами, которая повреждает трубки нагревателя и другие компоненты резервуара. Электрическая безопасность и надежность оборудования улучшаются при преобразовании ПТФЭ.
Техническая поддержка для спецификации теплообменника из ПТФЭ в системах с электрическими покрытиями под напряжением доступна после предоставления данных о напряжении и токе выпрямителя, истории замыканий на землю, конфигурации заземления резервуара, а также текущем типе и состоянии нагревателя.
