Hvordan endrer strømtettheten fra den tilstøtende platingssamleskinnen (0,5 A/dm² vs. 2 A/dm²) det strøstrøm-induserte gropmønsteret i en elektrisk varmeovn i titan for en 20 % sinksulfatelektrolytt ved 60 grader?

Ved galvanisering av sinksulfat kan titanvarmeren polariseres av strøstrømmer fra nærliggende samleskinner. Strøstrømmer med lav strømtetthet (0,5 A/dm 2 ) fører til spredte grunne groper med en dybde på 20–50 µm. Strøstrømmer fører til dannelse av konsentrerte dype groper (100-300 µm) på linje med samleskinneretningen ved høy strømtetthet (2 A/dm²). Med økende strømtetthet, forvandles gropmønsteret fra et tilfeldig mønster til et rettet mønster, siden den økte strømtettheten produserer en større elektrisk feltgradient, og dermed konsentrerer strøstrømmen til visse deler av varmeren.

Mekanisme for gropdannelse i streifstrømmer

Titanvarmeren er nedsenket i den ledende sinksulfatelektrolytten og fungerer som en elektrode i det elektriske feltet. Potensialforskjellen mellom varmeren og samleskinnen skaper en strøm gjennom elektrolytten. På punktene der strømmen forlater varmeren (anodiske steder), går titan i løsning. Ved lave strømtettheter er de anodiske stedene tilfeldig fordelt på overflateufullkommenhetene. Ved store strømtettheter er potensialgradienten tilstrekkelig til å overvinne overflateheterogeniteten, og strømmen er fokusert på regioner som er geometrisk justert til samleskinnen. Pittinghastigheten følger Faradays lov: gropdybde ∝ strømtetthet × tid.

Stray Current Pitting Density Kvantitativ

Kontrollert testing ved 60 grader i 20 % ZnSO₄ i 500 timer med en samleskinne 100 mm fra varmeren har vist følgende for grad 2 titan. Ved 0 A/dm² (grunnlinje, ingen strøstrøm) er groptettheten 0 groper/cm², maksimal gropdybde er 0 µm og gropmønsteret er ingen. Den høyeste gropdybden er 20-50 µm, groptettheten er 5-20 groper per cm² og mønsteret er spredt med 0,5 A/dm². Ved 1,0 A/dm 2 er groptettheten 20-60 groper/cm2, gropdybden er 50-150 µm, og mønsteret er moderat på linje med samleskinnen. Groptetthet: 50-150 groper/cm2 Groptetthet: 100-250 µm Mønster: justert 1,5 A/dm2 Ved 2,0 A/dm 2 er groptettheten 100-300 groper/cm 2, gropdybden er 5-1 µm sterk og 5-1 samleskinneretningen.

Innflytelse av samleskinneseparasjon og -orientering på streifstrømtetthet

Strøstrømtettheten ved varmeren avtar med kvadratet på avstanden fra samleskinnen. Strøstrømtettheten i en avstand på 50 mm fra samleskinnen er 2,0–3,0 A/dm2, og gropdannelsen er alvorlig. Tetthet 1,0–1,5 A/dm², gropdannelse er moderat ved 100 mm. Ved 200 mm er tettheten 0,3-0,5 A/dm2 og pitting er lav. Ved 500 mm er tettheten $0,05-0,1$ A/dm$^2$ og gropdannelse er ikke signifikant. Retningen til varmeren i forhold til samleskinnen er også viktig: en varmeapparat parallelt med samleskinnen vil møte større strøstrømmer enn en varmeovn vinkelrett på den.

Redusering av streifstrømmer og forebygging av gropdannelse

Tabellen nedenfor viser retningslinjer for å forhindre strøstrømsgruping på grad 2 titanvarmere i 20 % sinksulfat ved 60 grader.

Oppvarmer Stray Strømtetthet (A/dm²) Alvorlighet av gropdannelse Forventet maksimal gropdybde (µm/år) Anbefalt handling<0.3 None <20 None 0.3–0.8 Low 20–80Plastic mesh shield heater
0.8-1.5 Moderate 50-150Move heater >300 mm unna samleskinnen
1.5-2.5 High 150-300 Install > Electrical isolation2.5 Severe >300 Endre tankoppsett
Engineering Beyond Stray Current Controls

Pittingmotstanden avhenger av titankvaliteten. Grad 7 (palladium-stabilisert) har 2-3 ganger motstanden mot strøstrøm, så den kan brukes ved 1,0-1,5 A/dm2 med akseptable gropgrader. Karakter 12 er middels forbedring. Veggtykkelse gir et godtgjørelse for inntrengning av grop; en vegg på 2,0 mm tykk med groper på 150 µm hvert år vil vare i 13 år. Strøstrømmen reduseres med 70-80 % av et perforert plastskjold (PTFE eller polypropylen, 5 mm hull, 50 % åpent område) rundt varmeren. Varmeren bør være elektrisk atskilt fra tankens jord for å hindre at strøstrøm finner en returvei.

Gjør et kunnskapsrikt anslag

For en elektrisk varmeovn i titan i 20 % sinksulfat ved 60 grader, plasser varmeren minst 300 mm fra nærmeste samleskinne for å holde strøstrømtettheten under 0,5 A/dm². Hvis det er trangt om plassen, bygg en perforert plastbarriere rundt varmeren og skaff deg grad 7 titan. Skjerm eller flytt varmeapparat for eksisterende varmeovner med strøstrøm. Undersøk varmeren for karakteristiske innrettede groper under bruk. Hvis gropdannelsen er dypere enn 0,2 mm, skift ut varmeren. Ved galvaniseringstjeneste for sinksulfat kontrollerer ingeniøren strømtettheten etter avstand og skjerming for å unngå alvorlige groper.